Autor |
Dias, Guilherme Igor; |
Lattes do autor |
http://lattes.cnpq.br/7772566843475829; |
Orientador |
Wander, Paulo Roberto; |
Lattes do orientador |
http://lattes.cnpq.br/3438508833347823; |
Instituição |
Universidade do Vale do Rio dos Sinos; |
Sigla da instituição |
Unisinos; |
País da instituição |
Brasil; |
Instituto/Departamento |
Escola Politécnica; |
Idioma |
pt_BR; |
Título |
Efeito da torrefação de resíduos de Eucalyptus grandis; |
Resumo |
A torrefação é um processo térmico que ocorre na fase endotérmica da pirólise com temperaturas entre 200ºC e 300ºC. O crescente estudo do processo está relacionado com a conversão de matérias-primas lignocelulósicas em um produto “carbonizado” com capacidade de ser inserido como combustível para usinas de energia, gaseificadores, unidades de combustão etc. O objetivo do presente estudo foi verificar as modificações produzidas na biomassa oriunda de Eucalyptus grandis quando submetida ao processo de torrefação. Foram aplicadas três temperaturas de torrefação (200 ºC, 250ºC e 300ºC) com três tempos de residência (20 min, 30 min e 40 min), e a biomassa torrificada foi analisada quanto ao seu Rendimento Gravimétrico, Rendimento Energético e Poder Calorífico Superior. Foi feita a determinação da variação em densidade energética, melhoria da moagem e ângulos de repouso e deslizamento dos materiais torrificados, sempre em comparação com a amostra in natura. Foi observado que a temperatura do processo de torrefação é o fator mais impactante na modificação das estruturas físico-químicas da biomassa, com a temperatura de 300 ºC sendo a que propiciou melhorias mais significativas ao material. O maior PCS obtido foi para a torrefação realizada a 300 ºC, apresentando um aumento de 12,23% quando comparado com a biomassa in natura. O aumento da temperatura gera um material de menor granulometria e mais friável, facilitando as operações de moagem, com a torrefação realizada a 300 ºC produzindo um material de diâmetro 25% menor quando comparado com a amostra in natura. Após a moagem, essa biomassa torrificada a 300 ºC apresentou um diâmetro 39,33% menor quando comparado com a mesma amostra torrificada e 54,24% menor quando comparado com a amostra in natura não moída. Em relação a densidade energética, o aumento da massa específica aparente propiciou que ocorresse um ganho de 24,85% e 28,25% para a massa específica aparente e de leito. O ângulo de repouso diminuiu em função do aumento da temperatura, com o ângulo de deslizamento apresentando o comportamento inverso. A torrefação mostrou-se como um pré-tratamento capaz de agregar valor energético ao material, além de melhorar suas características físicas tornando um combustível mais apropriado para inserção em sistemas de geração energética.; |
Abstract |
Torrefaction is a thermal process that occurs in the endothermic phase of pyrolysis at temperatures between 200ºC and 300ºC. The growing study of the process is related to the conversion of lignocellulosic raw materials into a “carbonized” product with the capacity to be inserted as fuel for power plants, gasifiers, combustion units, etc. The aim of this study was to verify the changes produced in the biomass from Eucalyptus grandis when submitted to the torrefaction process. Three torrefaction temperatures (200 ºC, 250 ºC and 300 ºC) with three residence times (20 min, 30 min and 40 min) were applied, and the biomass was analyzed for its Gravimetric Yield, Energy Yield and PCS. The variation in energy density, improvement in grinding and rest and slip angles of the torrefaction materials was determined, always in comparison with the fresh sample. It was observed that the temperature of the torrefaction process is the most impactful factor in modifying the physicochemical structures of the biomass, with the temperature of 300 ºC being the one that provided the most significant improvements to the material. The highest PCS obtained was for torrefaction performed at 300 ºC, showing an increase of 12.23% when compared to fresh biomass. The increase in temperature generates a material of smaller granulometry and more friable, facilitating the grinding operations, with the torrefaction carried out at 300 ºC, producing a material with a diameter 25% smaller when compared to the fresh sample. After grinding, this biomass trated at 300 ºC had a diameter 39.33% smaller when compared to the same torrefaction sample and 54.24% smaller when compared to the unground fresh sample. In relation to energy density, the increase in the apparent specific mass provided a gain of 24.85% and 28.25% for the apparent specific mass and bed. The angle of repose decreased as a result of the increase in temperature, with the slip angle showing the opposite behavior. Torrefaction proved to be a pre-treatment capable of adding energy value to the material, in addition to improving its physical characteristics, making it a more suitable fuel for insertion in energy generation systems.; |
Palavras-chave |
Biomassa; Tratamento térmico; Eucalyptus grandis; Biomass; Heat treatment; |
Área(s) do conhecimento |
ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Mecânica; |
Tipo |
Dissertação; |
Data de defesa |
2021-10-26; |
Agência de fomento |
CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior; |
Direitos de acesso |
openAccess; |
URI |
http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/11120; |
Programa |
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica; |