Os aumentos nos preços e consumo de combustíveis fósseis contribuem para a competitividade do biometano no setor energético. No Brasil, os sistemas de purificação de biogás possuem elevada relevância, uma vez que conduzem ao uso de biocombustíveis para transportes. Dessa forma, é importante a recuperação energética a partir de resíduos sólidos urbanos (RSU) devido à alta carga de matéria orgânica presente e a possibilidade de mitigação do aterramento sanitário. O processo de purificação de biogás por absorção consiste na captura de gases ácidos (CO2, H2S), minimizando emissões de gases de efeito estufa para a atmosfera e promovendo aumento do poder calorífico do produto final de interesse. Entre as rotas tecnológicas consolidadas, a absorção com aminas resulta em baixa perda de metano no processo e alta pureza do produto. Este estudo consiste na avaliação técnico-econômica e ambiental de processo de purificação de biogás a partir de resíduos sólidos urbanos com as aminas diglicolamina e metildietanolamina com dietanolamina. Além disso, modificações nos processos são realizadas visando à diminuição dos custos de investimento e operacionais. As simulações foram realizadas no software Aspen Plus, em que foram avaliadas variáveis como pressão, taxa de circulação do solvente, quantidade de energia requerida no refervedor e poder calorífico para atender as especificações do produto. Os resultados indicaram uma rota mais eficiente para o solvente diglicolamina, com as modificações de resfriamento interno da coluna absorvedora e de recompressão da corrente de fundo da coluna regeneradora. Os processos apresentaram atratividade financeira, com uma remoção de 99% de dióxido de carbono e fração molar de 91% de CH4 no biometano. O valor presente líquido (VPL) foi calculado para ambos os casos e modificações na configuração do solvente DGA, em condições economicamente viáveis, considerando um preço do biometano de 0,38 US$/Nm3 . A configuração de recompressão da corrente de fundo da coluna regeneradora indicou a melhor taxa interna de retorno (TIR), igual a 23%. O cenário ambiental, com a Avaliação de Ciclo de Vida mediante a ferramenta RenovaCalc (RenovaBio), estima uma redução de aproximadamente 95% nas emissões de CO2 equivalente para o uso do biometano quando comparado a combustíveis fósseis.

The increase in prices and consumption of conventional fuels can contribute to the competitiveness of biomethane in the energy sector. In Brazil, biogas upgrading systems present large interest as an alternative to provide renewable gaseous transport fuels. Hence, energy recovery from municipal solid waste (MSW) is a relevant topic due to the high content of organic matter and the possibility to mitigate national disposal in landfills. Biogas upgrading by scrubbing involves acid gases (CO2, H2S) capture, and thus provides air pollution mitigation and heat of combustion increase in the final product. Among the technically feasible routes, amine scrubbing is applied due to its relatively low methane loss and the ability to produce a renewable methane-enriched product. This study evaluates techno-economic and environmental biogas upgrading processes from municipal solid waste via amine scrubbing, using diglycolamine and methyldiethanolamine with diethanolamine as solvents. Simulations were carried out using Aspen Plus, in which process variables such as pressure, solvent circulation rate, reboiler duty, and heating value were evaluated for different process conditions, with the restriction to attend product regulatory specifications. Furthermore, process modifications were analysed for capital and operational expenditure reductions The results indicated an efficient route for diglycolamine solvent, with process modifications involving intercooling absorption and lean vapor compression. The processes showed economic attractiveness, with 99% carbon dioxide removal and up to 91% methane mole fraction in the biomethane product. The net present value (NPV) was estimated for both cases and DGA modifications, under economically feasible conditions, considering a biomethane price of 0.38 US$/Nm3. The lean vapor compression configuration resulted in the best internal rate of return, equal to 23%. The environmental evaluation based on Life Cycle Analysis (LCA) estimates a reduction of ca. 95% in CO2 equivalent emissions for biomethane compared with fossil fuels.