Uso da glicerina no processo de combustão por recirculação química - um estudo experimental e de simulação

dc.contributor.advisorSouza, Domingos Fabiano de Santana
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0002-1594-6814pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7400460833577257pt_BR
dc.contributor.authorOliveira, Giovanny Silva de
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0001-5816-513Xpt_BR
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/8881925646885428pt_BR
dc.contributor.referees1Padilha, Carlos Eduardo de Araújo
dc.contributor.referees1IDhttps://orcid.org/0000-0002-9532-3026pt_BR
dc.contributor.referees1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1186888955341616pt_BR
dc.contributor.referees2Gomes, Felipe Pedro da Costa
dc.contributor.referees3Ruiz, Juan Alberto Chavez
dc.date.accessioned2022-11-09T22:30:34Z
dc.date.available2022-11-09T22:30:34Z
dc.date.issued2022-08-31
dc.description.abstractGreenhouse gases emissions and their consequences are one of the main environmental problems faced today. To mitigate the impacts caused by this phenomenon, Brazil seeks to reduce CO2 emissions by 43% by 2030 in order to meet the Paris Agreement. To achieve this goal, it is possible to use technologies based on the principle of Carbon Capture and Storage, such as Chemical Looping Combustion (CLC). These processes are versatile in terms of the use of fuels in the three states of matter and with the growing availability of glycerin in recent years, there is a need to relocate this by-product to other applications that could increase its market value, since this waste product represents about 10% of the amount of biodiesel generated. Thus, this study aims to evaluate the feasibility of glycerin on Chemical Looping Combustion and provide its process simulation. The crude glycerin solution was synthesized considering water, methanol and ethanol as the main contaminants. The experiments were carried in two sets: the first to determine the best values to oxygen-to-fuel molar ratio (ϕ), H2O/Glycerin molar ratio and Fuel Reactor Temperature (TFR) and afterwards another set of experiments was done for the contaminants (methanol and ethanol) using the best operational conditions determined by the previous set. A simulation of the CLC process was developed in the Aspen Plus® environment, verified with methane and ethanol experimental data and adjusted for glycerin. For the first set, the results revealed that the optimized conditions for the diluted glycerin in CLC was achieved at ϕ = 7, H2O/Glycerin = 0,75 e TRR = 1023 K. The impurities analyses show that methanol brings disadvantages to the combustion process, while ethanol improves the combustion efficiency. The process simulation was capable to reproduce the experimental data found for glycerin with acceptable deviations (mean deviation around 3% for the combustion efficiency).pt_BR
dc.description.resumoA emissão de gases de efeito estufa e suas consequências são um dos principais problemas ambientais enfrentados na atualidade e, para mitigar os impactos proporcionados por esse fenômeno, o Brasil busca reduzir as emissões de CO2 em 43% até 2030 a fim de atender o compromisso assumido no Acordo de Paris. Para atingir esse objetivo, é possível empregar tecnologias que se baseiam no princípio de Captura e Armazenamento de Carbono, tal como a Combustão por Recirculação Química. Esses processos são versáteis quanto a utilização de combustíveis nos três estados da matéria e com aumento da disponibilidade da glicerina no mercado (e, consequentemente, sua desvalorização), surge a possibilidade de aproveitamento energético desse subproduto, visto que representa cerca de 10% da quantidade de biodiesel gerada. Nesse sentido, o presente estudo visa avaliar a aplicação da glicerina na Combustão por Recirculação Química (CRQ). A solução de glicerina bruta foi sintetizada considerando água, metanol e etanol como principais contaminantes. Os experimentos foram realizados em duas etapas, sendo a primeira destinada a determinar as melhores condições operacionais de razão molar oxigênio-combustível (ϕ), razão molar H2O/Glicerina e Temperatura do Reator de Redução (TRR) e, em seguida, foram realizados experimentos nas condições otimizadas, modificando apenas as quantidades dos contaminantes. Uma simulação do processo de CRQ foi desenvolvida no Aspen Plus ®, validada com dados experimentais de metano e etanol e adaptada para a glicerina. Para o primeiro conjunto de experimentos, os resultados indicaram que a condição ótima para o processo de CRQ foi obtida considerando ϕ = 7, H2O/Glicerina = 0,75 e TRR = 1023 K. O estudo com os contaminantes mostrou que o metanol é prejudicial ao processo de combustão, enquanto o etanol auxilia na obtenção de maiores eficiências de combustão. A simulação de processo desenvolvida foi capaz de reproduzir os dados experimentais da glicerina, apresentando baixos desvios (desvio médio de aproximadamente 3% para a eficiência de combustão).pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.identifier.citationOLIVEIRA, Giovanny Silva de. Uso da glicerina no processo de combustão por recirculação química - um estudo experimental e de simulação. Orientador: Domingos Fabiano de Santana Souza. 2022. 97f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/49713
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICApt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectRecirculação químicapt_BR
dc.subjectGlicerinapt_BR
dc.subjectCaptura e armazenamento de carbonopt_BR
dc.subjectSimulação de processospt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICApt_BR
dc.titleUso da glicerina no processo de combustão por recirculação química - um estudo experimental e de simulaçãopt_BR
dc.title.alternativeGlycerin usage in chemical looping combustion - experimental and simulationpt_BR
dc.typemasterThesispt_BR

Arquivos

Pacote Original

Agora exibindo 1 - 1 de 1
Nenhuma Miniatura disponível
Nome:
Usoglicerinaprocesso_Oliveira_2022.pdf
Tamanho:
3.53 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Nenhuma Miniatura disponível
Baixar