PG-EAM - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Aeronáutica e Mecânica
EN PT
Dissertação de Mestrado PG-FÍSICA 2016

Avaliação termoquímica da eficiência energética do processo de gaseificação de biomassa com diferentes plasmas oxidantes

Autor

Renata Mourão

Orientador

Área de Concentração

Física de Plasmas

Programa

Física

Data de Defesa

21/12/2016

Número da Tese

72798

Resumo

A demanda no desenvolvimento de tecnologias para geração de calor e eletricidade, que sejam favoráveis ambientalmente e com baixas emissões de gases tóxicos, fazem do processo de gaseificação um importante objeto de pesquisa. Trata-se da conversão de material orgânico, a exemplo biomassa, em uma mistura de gases combust??veis compostos basicamente de H 2 e CO. Métodos de gaseificação a altas temperaturas por plasma térmico, possuem a vantagem de melhor controle da composição do gás produzido, elevado poder calor??fico do gás e redução dos contaminantes indesejados, como alcatrão e hidrocarbonetos pesados. Por se tratar de um processo de transformação de energia, a conservação de energia bem como a qualidade da energia é importante. A eficiência termodinâmica do processo de gaseificação pode ser definida baseada no conteúdo de exergia do gás obtido da biomassa gaseificada. O objetivo deste estudo foi investigar de que forma a energia da biomassa (no caso o bagaço-de-cana), pode ser preservada ao máximo, ou seja, como deve ser feito o controle das variáveis do processo para que uma máxima eficiência exergética seja atingida. Para isso, utilizamos um modelo termodinâmico no equil??brio com o intuito de simular o processo de gaseificação a plasma e obter estimativas para parâmetros energéticos importantes, entre eles a eficiência energética e a exergia. O estudo teve foco na análise da composição de equil??brio do sistema resultante, este caracterizado basicamente pela reação entre diferentes oxidantes (ar, vapor de água, CO 2 , O 2 e mistura vapor-ar) e o bagaço-de-cana, representado por CH 1.61 O 0.7 , em condições de pressão atmosférica, e alta pressão (1,0 MPa), com temperaturas variando entre 300-2500 K, através do qual foi poss??vel obter a composição do gás de s??ntese para o caso de máxima exergia. Os resultados mostram que o caso de maior eficiência é obtido usando vapor de água como oxidante, em que o valor de razão vapor-biomassa correspondente é SBR = 0,4, na temperatura de 1000 K e pressão 0,1 MPa (pressão ambiente), com máxima eficiência energética de 0,91 e exergia máxima de 0,84.

Palavras-chave

Biomassa Processamento de materiais a plasma Poluição por gases Tecnologia de energia Conservação de energia Termoquímica Física