Browsing by Author "Reis, Carlos Manuel Rodrigues Carneiro"
Now showing 1 - 1 of 1
Results Per Page
Sort Options
- Simulação de um processo de pirólise rápida de biomassaPublication . Reis, Carlos Manuel Rodrigues Carneiro; Silva, Luís Manuel Sousa daEste documento tem como objectivo contribuir para o desenvolvimento de novas soluções energéticas a partir de recursos naturais renováveis. Uma das fontes de energia renovável que está à nossa volta e à nossa inteira disposição é a biomassa. Esta pode ser convertida em novas formas de energia, ou bioenergia, mais valiosa, através de processos termoquímicos como a pirólise. Neste processo obtém-se um líquido pirolítico de maior densidade energética, que, relativamente à biomassa que lhe deu origem, tem um maior valor de armazenamento e de transporte. Este biocombustível pode ser utilizado como combustível directo, na produção de energia ou como matéria-prima para a produção de valiosos produtos químicos. Para se conseguir obter um rendimento elevado neste biocombustível, ou bio-óleo, é absolutamente necessário que seja utilizado um processo de pirólise rápida. Com vista a acelerar o processo de desenvolvimento na investigação sobre a pirólise rápida, torna-se importante a utilização de aplicações informáticas que apresentam competências de importância e credibilidade assinaláveis e, que permitem, estimar as condições óptimas de funcionamento dos processos a partir de uma validação prévia dos modelos. Para esse efeito, foi escolhido o simulador de processos químicos Aspen Plus, onde será implementado um modelo reaccional com vista a simular uma pirólise rápida em reactor de leito fluidizado. O modelo reaccional que foi adoptado neste trabalho baseou-se na simulação da pirólise como o conjunto de duas etapas: decomposição da biomassa e reacções primárias. Como não existem cinéticas disponíveis para a decomposição da biomassa, em virtude, desta, ser considerada um sólido não convencional, logo, sem fórmula química definida, a operação decorreu num bloco RYIELD onde foi possível estabelecer o rendimento dos seus componentes de referência: celulose – 40,8%, hemicelulose – 27,2%, lenhina C – 0,6%, lenhina H – 28,8% e lenhina O – 2,6%. O calor necessário para a realização desta etapa do processo foi de 2278 kJ/kg. Relativamente às reacções primárias, verifica-se que os trabalhos de simulação encontrados na literatura disponibilizam apenas informação de âmbito generalista e uma, quase inexistente, caracterização do processo e seus componentes. Nestes, o reactor de pirólise é tratado como uma caixa negra, baseado em informação empírica sobre a caracterização da biomassa, bem como, sobre os constituintes do bio-óleo e sua composição. Para este trabalho, optou-se por uma abordagem diferenciada e com base em modelos cinéticos de significativa complexidade, recorrendo, para isso, a um modelo de reactor RCSTR onde os perfis de temperatura e composição são considerados uniformes. Esta abordagem permite a inclusão das cinéticas das 25 reacções envolvidas, nos balanços de massa e energia, garantindo assim, uma simulação verdadeiramente preditiva desta etapa do processo, com a obtenção final da composição e rendimento dos produtos da pirólise. Neste bloco, não parece ser possível conduzir os balanços governados pelas cinéticas das reacções, quando estão envolvidos componentes estritamente na fase sólida. Torna-se pois, inevitável, em trabalhos futuros, a tentativa de resolução deste problema, sob pena, de não ser possível avançar para a terceira etapa onde decorrem as reacções secundárias.