Avaliação técnica e econômica da captura de CO2 por membrana, absorção e tecnologias híbridas

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Enriquez Tachy, Diego
• Orientador(a): Andrade, José Célio Silveira
• Banca de defesa: Silva Jr, Antônio Francisco de Almeida da, Kiperstokv, Asher, Câmara, George Augusto Batista
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal da Bahia
• Programa de Pós-Graduação: Engenharia Industrial
• País: brasil
• Palavras-chave em Português: Captura de CO2; Membrana; Absorção com aminas; Avaliação econômica
• Área do conhecimento CNPq: Engenharias III
• Link de acesso: http://repositorio.ufba.br/ri/handle/ri/21689

Existe a necessidade de mitigar efeito estufa porque este fenômeno ocasiona em mudanças climáticas, podendo provocar consequências críticas em diversas regiões do planeta. O gás que mais impacta nas mudanças climáticas é o CO2 por ser subproduto das reações de combustão utilizadas nas indústrias e nos meios de transporte. Isso justifica a pesquisa de processo de captura de CO2 a partir de gás de queima. O objetivo deste trabalho é apresentar estudo de viabilidade técnica e econômica, EVTE, de processos de captura de CO2 pós-combustão. As tecnologias selecionadas foram absorção com MEA e membrana. Também foram avaliados processos híbridos, que são fusão de membrana com absorção. O método utilizado para o estudo de viabilidade é a elaboração de dois fluxos de caixa de uma planta de produção de energia com cada processo de captura de CO2. Um dos fluxos de caixa apresenta o impacto da captura de CO2 na produção de energia, e o outro apresenta o preço de CO2 para que a captura de CO2 não impacte na produção de energia. A planta de produção de energia considerada no trabalho é um ciclo convencional e depreciado que queima gás natural. O caso estudado vale para gás de queima oriundo do gás natural, produção de 1000 t/dia de CO2, 90% de captura, e 96% de pureza. A primeira etapa é a avaliação econômica da térmica, levando em consideração receita e custos fixos. Depois de elaborado o fluxo de caixa da planta de produção de energia e obtido o VPL, foi feito o estudo econômico de cada processo de captura de CO2. O investimento total do processo de absorção foi de 58,5 milhões de reais e produz CO2 com preço de 152,00 R$/t. Não considerando na receita o lucro da venda de CO2, este processo penaliza em 40,54 % no VPL da termoelétrica. Apesar de o processo de absorção ser economicamente viável, o preço do CO2 de 152,00 R$/t não é compatível com o do mercado, em torno de 35,00 R$/t. Depois da avaliação econômica dos processos de captura, concluiu-se que os processos de membrana e híbridos estudados são inviáveis. Desta forma, foi estudada a influência da permeabilidade de CO2 e seletividade de CO2/N2 na captura por membrana e se isso é viável. A conclusão deste estudo é que maiores permeabilidades reduzem o investimento, mas não o consumo de energia. Isso porque é inversamente proporcional à área. Enquanto isso, maiores seletividades reduzem o consumo de energia, mas não de forma linear. Levando em consideração uma separação com dois estágios de membrana com reciclo operando na pressão de 10 atm, para seletividades maiores que 200, não há como reduzir pressão de segundo estágio que viabilize economicamente a captura. Desta forma, esta configuração não é competitiva com absorção.