Estudo do balanço energético global das reacções de hidrogenação e pirólise de diversos resíduos
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2013 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10451/10493 |
Resumo: | Tese de mestrado integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2013 |
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Estudo do balanço energético global das reacções de hidrogenação e pirólise de diversos resíduosBiodieselResíduosHidrogenaçãoPiróliseReactor descontínuoTeses de mestrado - 2013Tese de mestrado integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2013Neste trabalho realizou-se uma análise do balanço de energia das reacções de pirólise e hidrogenação não catalíticas de diversos resíduos, para produção de bio-óleo e biodiesel de segunda geração. Os resíduos utilizados foram o polietileno (PE), óleo vegetal alimentar usado, óleo de bagaço de azeitona e banha animal. Todas as reacções foram realizadas num reactor descontínuo 4571 da Parr Instruments. Consideraram-se as condições experimentais que maximizam a fracção líquida: a pirólise de polietileno foi realizada a uma temperatura de 400 ᵒC e pressão inicial de 0.41 MPa, enquanto os restantes ensaios realizaram-se com uma temperatura de 380 ᵒC e 0.55 MPa. O tempo de reacção foi de 30 min, igual para todos os ensaios. Obtiveram-se produtos líquidos e gasosos, não se detectando a presença de compostos sólidos. Durante cada ensaio, foram analisadas as diferentes variáveis energéticas: o poder calorífico dos reagentes e dos produtos, a energia eléctrica fornecida ao sistema e as perdas térmicas por convecção e radiação e pelo sistema de arrefecimento do reactor. Não se observaram variações substanciais no consumo eléctrico entre os diferentes ensaios. O valor médio do PCS dos líquidos obtidos foi de 41 MJ/kg. A pirólise de PE produziu gases com maior PCS (28 MJ/m3). Os restantes gases apresentaram o valor médio de 21 MJ/m3. Verificou-se que a energia perdida devida ao sistema de arrefecimento foi de 45%, 18% devida à convecção e 14% por radiação, em média. O rendimento médio das reacções foi de 23%, tendo em conta apenas a energia de entrada. Estimando um factor de conversão de energia primária real, o rendimento global de produção de bio-óleo foi em média de 12%. Os resultados obtidos mostraram que um reactor contínuo não é aconselhável para os processos estudados, estimando-se que um reactor em funcionamento contínuo seria mais adequado para as situações estudadas. Foram propostas medidas para aumento da eficiência energética global do reactor.In this work was made an analysis of the energy balance of non-catalytic hydrogenation and pyrolysis of various wastes, for production of bio-oil and biodiesel. The wastes used were polyethylene (PE), used vegetable cooking oil, olive pomace oil and animal fat. All reactions were performed in a batch reactor, model 4571 by Parr Instruments. The experimental conditions to maximize the liquid fraction were selected: pyrolysis of PE was carried out at a temperature of 400 ᵒC and initial pressure of 0.40 MPa, while the other reactions were carried out at a temperature of 380 ᵒC and 0.55 MPa. The reaction time was 30 min for all experiments. Liquid and gas products obtained were analyzed. The presence of solid products was not detected. During each test, the different energy variables were determined: the calorific value of the reactants and products, the electrical power supplied to the system and the heat loss by convection and radiation and by the cooling system of the reactor. There were no significant variations in power consumption between the different experiments. The average HHV of liquid compounds was 41 MJ/kg. PE pyrolysis led to gases with HHV of 28 MJ/m3, whilst the other processes showed an average of 21 MJ/m3. It was found that the energy loss due to the cooling system was 45%, 18% due to convection and 14% by radiation, on average. The average yield of the reaction was 23%, considering only energetic input. Considering usual electrical production efficiency, the overall yield of bio-oil was on average 12%. The estimated results of the increase in yield that would be obtained in a continuous reactor showed that a batch reactor was not suitable for these processes. Measures have been proposed to increase the overall energetic efficiency of the reactor.Pinto, Maria Filomena JesusCosta, Paula Alexandra da ConceiçãoRepositório da Universidade de LisboaPereira, Daniel Filipe Pimenta2014-02-10T15:26:06Z20132013-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/10493TID:201290340pormetadata only accessinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-08T15:56:01Zoai:repositorio.ul.pt:10451/10493Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T21:34:30.066816Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
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