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Ttulo [PT]: Pirlise do bagao de cana-de-acar em reator de leito fixo: efeito de parmetros de processo no rendimento e na qualidade do bio-leo, do carvo e dos gases gerados
Autor(es): Edvan Vincius Gonaalves
Palavras-chave [PT]:

Pirlise. Bagao de cana-de-acar. Biocarvo. Combustvel. Bio-leo. Hidrognio. Lquido de pirlise. Resduos orgnicos. Reator de leito fixo. Parmetros de processo. Brasil.
Palavras-chave [EN]:
Biochar. Fuel. Hydrogen. Pyrolysis Liquid. Organic waste. Brazil.
Titulao: Mestre em Engenharia Qumica
Banca:
Marcelino Luiz Gimenes [Orientador] - UEM
Joo Incio Soletti - UFAL
Edmilson Antonio Canesin - UTFPR
Resumo:
Resumo: O Brasil apresenta-se como lder mundial na produo do rejeito bagao de cana. Este material tem demonstrado ser fonte vivel para aplicao em processos pirolticos. Desse modo, este trabalho investigou a pirlise do bagao de cana-de-acar em um reator de leito fixo. Foram avaliados os efeitos dos parmetros temperatura final de processo, taxa de aquecimento, vazo de nitrognio e tamanho de partculas no rendimento dos produtos da pirlise e nas suas qualidades. A caracterizao do bagao foi fundamental para o desenvolvimento do processo piroltico. Verificou-se que a degradao trmica deste material s se completa a temperaturas superiores a 400 0C. Os fatores de maior influncia no rendimento dos produtos da pirlise foram: a temperatura final de processo e o tamanho de partculas. Os resultados revelaram que a produo de carvo diminuiu com a elevao da temperatura enquanto a gerao de gases aumentou e o rendimento do bio-leo mostrou um perfil parablico com ponto de mximo em 600 0C. O melhor rendimento do bio-leo (54 %) ocorreu nas condies de processo de 600 0C, 15 0C/min, 200 mL/min de N2 e tamanho de partculas compreendido entre 0,5 e 1,0 mm. As caractersticas fsicas deste lquido evidenciaram sua adequabilidade maioria das especificaes tcnicas reportadas na literatura para uso em caldeiras e motores a diesel. A caracterizao qumica do bio-leo mostrou a presena de hidrocarbonetos, aldedos, cetonas, cidos carboxlicos, alcois, teres, steres, fenis, compostos aromticos e compostos nitrogenados. O biocarvo se revelou invivel para emprego como adsorvente (devido a sua baixa rea especfica) e vivel para uso em processos de queima. A caracterizao dos gases no condensveis mostrou que o CO2 foi o gs gerado em maior quantidade (38,6 mL/g de bagao), seguido de H2 e CO (gs de sntese) com valores bastante prximos (28,93 e 30,14 mL/g de bagao). Os resultados da influncia da temperatura no rendimento, na qualidade e nos preos do lquido de pirlise e do carvo permitiram delinear modelos de funes da receita gerada pelos produtos que indicaram 526 0C como melhor opo de temperatura de processo.

Abstract: Brazil is the world's greatest producer of sugarcane bagasse. This material has been shown to be viable source for use in pyrolytic processes. Thus, this study investigated the pyrolysis of sugarcane bagasse in a fixed bed reactor. The effects of process temperature, heating rate, nitrogen flow and particle size on the yield of pyrolysis products and their qualities were evaluated. The characterization of bagasse was very important for the development of the pyrolytic process. The thermal degradation of this material was complete only at temperatures above 400 0C. The factors that most influence the yield of pyrolysis products were temperature process and the particle size. The results revealed that the production of biochar decreased with increasing temperature, the generation of non-condensable gases have increased and the yield of bio-oil showed a parabolic profile with maximum expression occurring at 600 0C. The highest bio-oil yield (54%) occurred in the process conditions of 600 0C, 15 0C/min, 200 ml/min of N2 and particle size between 0.5 and 1.0 mm. The physical characteristics of this liquid show their suitability to most of the technical specifications reported in the literature for use in boilers and diesel engines. The chemical characterization of the bio-oil showed the presence of hydrocarbons, aldehydes, ketones, carboxylic acids, alcohols, ethers, esters, phenols, aromatic compounds and nitrogen compounds. The biochar produced proved unfeasible for use as adsorbent (due to its low specific area) and viable for use in burning processes. The characterization of non-condensable gases showed that CO2 gas was generated in the greatest amount (38.6 mL/g of bagasse), followed by H2 and CO (syngas) which showed very similar results (28,93 and 30,14 mL/g of bagasse). The results of the temperature variable influence on yield, quality and prices of the pyrolysis liquid and of the biochar allowed outlining revenue models of functions generated by the products. It was indicated that 526 0C is the best process temperature option.
Data da defesa: 18/02/2016
Cdigo: vtls000224287
Informaes adicionais:
Idioma: Portugus
Data de Publicao: 2016
Local de Publicao: Maring, PR
Orientador: Prof. Dr. Marcelino Luiz Gimenes
Co-Orientador: Prof. Dr. Maria Heloisa das Neves Olsen Scaliante
Instituio: Universidade Estadual de Maring . Centro de Tecnologia . Programa de Ps-Graduao em Engenharia Qumica
Nvel: Dissertao (mestrado em Engenharia Qumica)
UEM: Departamento de Engenharia Qumica

Responsavel: edson
Categoria: Aplicao
Formato: Documento PDF
Arquivo: Dissertao Edvan - Mestrado.pdf
Tamanho: 7021 Kb (7189357 bytes)
Criado: 24-11-2016 16:02
Atualizado: 24-11-2016 16:15
Visitas: 462
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