3.2.1 SISTEMA DE CAPTAÇÃO DO BIOGÁS BRUTO

O biogás bruto tem duas formas de ser captado: por poço vertical ou horizontal. O poço vertical é feito conforme especificado nos itens de construção dos aterros. O poço horizontal é utilizados em aterros já formados, onde não foram tomados os cuidados preliminares da drenagem do chorume que constantemente irá entupir os poços verticais que forem instalados nestes aterros.

A implantação deste tipo de captador é assim feita:

- escava-se até a profundidade média de 2,50 metros, faz-se a impermeabilização do leito da cova com lona plástica para evitar a ascensão do chorume e o posterior entupimento dos captadores. Coloca-se uma camada de aproximadamente 0,50 metros de brita número 3 sobre a tubulação dos captadores, sendo estes em tubos de PVC perfurados, com 110 mm de diâmetro. Coloca-se mais uma camada de brita número 3, de 0,50 metros. Faz-se a impermeabilização superior com uma lona de plástico seguida de uma camada de 0,15 metros de argila. Coloca-se uma camada de sacaria com 0,40 metros e cobre-se o restante com argila compactada.

A composição volumétrica analisada do biogás bruto é 55% de metano (CH4), 38% de gás carbônico (CO2), 5% de nitrogênio (N2), 2% de oxigênio (O2), e 30 ppm de gás sulfídrico (H2S).

PROCESSAMENTO DO BIOGÁS

Para ser acondicionado em cilindros o biogás precisa antes ser purificado e comprimido, passando pelos seguintes equipamentos:

  1. Sopradores: o biogás bruto por ter uma pressão muito baixa é succionado passando pelo separador primário onde é feita a separação preliminar do vapor de água;
  2. Combustor: queima o gás captado quando o sistema está parado para manutenção, para evitar a migração do biogás para terrenos vizinhos ao aterro;
  3. Filtros dessulfurizadores: contendo limalha de aço, os filtros fazem a retenção do H2S, que reage quimicamente com o óxido de ferro (Fe2O3). Enquanto um dos filtros está filtrando o gás o outro está se regenerando, pois são dois filtros em paralelo, e esta regeneração é feita introduzindo-se água e ar no filtro. O biogás sai desses filtros com menos de 15 ppm de H2S;
  4. Reservatório pulmão de baixa pressão: armazena gás para os compressores de média pressão que podem funcionar em paralelo ou separadamente caso a demanda do resto do sistema aceita vazões menores;
  5. Filtros de sucção: fazem a retenção das partículas sólidas;
  6. Compressores de média pressão: elevam a pressão do biogás até 16 MPa;
  7. Pós-resfriador: até o momento o gás está a uma temperatura de 80° C; nesta etapa ele troca calor com a água até que sua temperatura se abaixe a 35° C;
  8. Filtro desoleador: este filtro contém carvão ativado, que age para a eliminação da maior parte do óleo lubrificante absorvido nos compressores;
  9. Torre de lavagem: depura o biogás em contra-corrente com a água na situação de pressurização efetiva na faixa de 16 kgf/cm2 .O dióxido de carbono integrante do biogás bruto devido a sua afinidade por absorção em água, é absorvido pela água. Para evitar perda de grande quantidade de água no processo, encaminhamos esta água saturada de CO2 à terra de desorção onde é feita a remoção deste CO2 . Para tanto, fazemos o líquido descer em cascata pelo interior da torre por onde circula forte corrente ascendente de ar atmosférico, proveniente da utilização de um poderoso exaustor no topo da torre. Desta forma, operamos em circuito fechado o conjunto de lavagem do biogás, visto que a água após passar pela torre de desorção é novamente encaminhada ao sistema. Devemos completar normalmente apenas a quantidade de água evaporada nesta operação e periodicamente a substituição total da água da caixa quando atingir-se a saturação. Esta evaporação provoca um abaixamento da temperatura da água devido ao calor latente de troca de estado da água evaporada. Completa o conjunto de lavagem do biogás um par de bombas de recalque da água de lavagem, encarregada de bombear o líquido para o interior da torre, à uma pressão igual à do biogás que lá se encontra.
  10. Separador de gotículas: faz a separação da água absorvida durante a passagem pela terra;
  11. Filtro purificador: faz a remoção dos condensados remanescentes (água e óleo);
  12. Concentrador-secador: é efetuada simultaneamente a secagem do biogás a nível de ponto de orvalho de -5°C e concentração final do metano pela eliminação de parte do CO2 remanescente da etapa de lavagem até um ponto final mínimo de 87% de pureza em volume;
  13. Odorizador: introduz características olfativas no gás, facilitando a detecção em caso de vazamento;
  14. Reservatório pulmão de baixa pressão: armazena o biogás purificado para alimentação dos compressores de alta pressão;
  15. Compressores de alta pressão: elevam a pressão do biogás até 20 MPa, para enchimento dos cilindros, usados no transporte até os locais de uso.

A composição volumétrica do biogás purificado é tipicamente 87% de metano, 2% de gás carbônico, 8% de nitrogênio, 3% de oxigênio, 8 ppm de gás sulfídrico e 10 ppm de vapor de água.

Este processo de depuração não é necessariamente seguido em todas as suas etapas. Sendo feito desta forma é obtido um produto de alta qualidade que pode ser usado em substituição ao álcool, gasolina, diesel e acetileno como combustíveis. Quando o gás for utilizado na obtenção de calor, em caldeiras por exemplo, o processo pode ser simplificado pois não é necessário um gás tão puro.

EXEMPLO DE SISTEMA DE CAPTAÇÃO DO BIOGÁS

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