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Título: Pirólise rápida de capim-elefante sob diferentes atmosferas reativas em leito fluidizado e tratamento catalítico do bio-óleo resultante
Título(s) alternativo(s): Elephant grass fast pyrolysis under different reactive atmospheres in fluidized bed reactors and product upgrading
Autor(es): Bezerra, Márcio Barbalho Dantas
Palavras-chave: Pirólise;Bio-óleo;Capim-elefante;Reciclo;HZSM-5;Desoxigenação
Data do documento: 9-Dez-2016
Citação: BEZERRA, Márcio Barbalho Dantas. Pirólise rápida de capim-elefante sob diferentes atmosferas reativas em leito fluidizado e tratamento catalítico do bio-óleo resultante. 2016. 138f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2016.
metadata.dc.description.resumo: Nos últimos anos, devido ao esgotamento progressivo dos combustíveis fósseis convencionais, fontes de energia renováveis tem desempenhado papel importante na matriz energética. Dentre tais fontes, a biomassa lignocelulósica aparece como uma opção viável, disponível e de relativamente fácil cultivo, sem competir com a produção de alimentos. A pirólise rápida destaca-se como rota de transformação de biomassa em produtos de diferentes fases (gases, bio-óleo, carvão e condensado pirolítico) com aplicações diversas. Neste trabalho, bio-óleo foi produzido a partir do capim-elefante (Pennisetum Purpureum Schumach) em reatores de leito fluidizado com capacidades de 1,5 e 40 kg/h, sob diferentes atmosferas (ar, N2 e gases de reciclo da pirólise), na temperatura de 500°C. No leito de 1,5 kg/h, conduziu-se a pirólise sem e com a presença do catalisador HZSM-5, ambas sob N2. A pirólise sem catalisador também foi realizada com reciclo (54, 74 e 85%) dos gases. No leito de 40 kg/h, conduziu-se a pirólise sob atmosfera oxidativa moderada de ar (71% N2 e 21% O2) variando-se as configurações da coluna de lavagem dos gases (sem trocador de calor, com trocador simples, com trocador multi-passe) e da recirculação de condensado (produtos leves) produto da reação de pirólise. Por fim, os bio-óleos obtidos dos experimentos com reciclo dos gases no leito de 1,5 kg/h foram submetidos à desoxigenação em leito de lama em 5%Pt/C. Os resultados mostraram que o reciclo dos gases ocasionou um aumento no teor de carbono de 53,96% (na pirólise sem reciclo) para 70,89% (na pirólise com 74% de reciclo) e para 77,16% (na pirólise com a HZMS-5 in situ). O teor de oxigênio diminuiu de 39,64% para 21,76%. O poder calorífico superior (PCS) aumentou de 26,1 para 33,11 MJ/kg. Balanços de massa mostraram que 5,4 a 6,15% da biomassa foi convertida em CH4, C2H4, C2H6 e C3H8 na pirólise com reciclo dos gases. Todas as amostras de bio-óleos obtidas foram ricas em fenóis, com destaque para aquelas obtidas na atmosfera oxidativa. Os demais componentes e grupos funcionais majoritários no bio-óleo foram ácido acético, acetol, açúcares e cetonas. Baseado nos dados da dinâmica da massa da biomassa no tempo um modelo cinético (biomassa produzindo bio-óleo + condensado, carvão e gases) foi proposto e as equações diferenciais ordinárias foram implementadas na linguagem FORTRAN com o objetivo de estimar constantes cinéticas de velocidade da reação.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/22218
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