Projeto de um sistema para liquefação de biomassa

• Autor(a) principal: Bairres, Hugo Alexandre Cabral Martins de
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/10982
• topic: Bioóleo; Borra de café; Liquefação; Reator descontínuo; Batch reactor; Crude Bio-oil; Liquefaction; Spent coffee grounds; Energia

A energia é um bem de consumo indispensável a todas as atividades e a sua disponibilidade condiciona o desenvolvimento da população e a segurança e independência das nações. Nesse sentido, a utilização dos combustíveis de origem fóssil, cuja ocorrência natural não está distribuída uniformemente por todo o mundo, e cujas reservas são limitadas, veio permitir um desenvolvimento tecnológico e científico impressionante, nos últimos dois séculos. Este desenvolvimento trouxe consigo alguns problemas, de entre os quais se destaca a subida do preço da energia e combustíveis, associadas ao aumento da sua procura, e um aumento dramático das emissões de gases com efeito de estufa, que em muito têm contribuído para as alterações climáticas. Ora tendo em vista mitigar estes problemas, as nações têm promovido políticas de aumento da utilização de energia proveniente de fontes renováveis, e de aumento da eficiência energética. A biomassa pode ser usada diretamente como fonte de energia (por combustão), ou ainda como matéria-prima para a obtenção de combustíveis sólidos, líquidos e/ou gasosos alternativos aos combustíveis de origem fóssil usados correntemente. Quando a biomassa é de origem residual, os benefícios atingidos ainda podem ser mais significativos, pelo facto de se dar um destino ambientalmente mais adequado a este resíduo. A liquefação é um processo que, por ser realizado a uma pressão e temperatura relativamente elevadas, permite obter um combustível líquido (o liquefeito) com propriedades semelhantes às de outros combustíveis líquidos derivados do petróleo. Deste modo, é possível continuar a operar os equipamentos existentes com um combustível semelhante, apenas que de origem renovável e com menores emissões de CO2. Nesta dissertação foi projetado um reator em escala piloto (com capacidade de 20 L) para liquefação de borra de café, em modo descontínuo. A produção estimada é de 20 L de liquefeito por dia. Foi proposto o seu funcionamento a uma temperatura máxima de 275 °C e que o sistema alcance uma pressão máxima de 70 bar. Para que o projeto seja funcional, foi necessário incluir um sistema de aquecimento, arrefecimento, agitação e vedação que vão de encontro ao projeto em escala laboratorial de referência. O reator inclui válvulas de alimentação de gás de pressurização, de alimentação e descarga de matérias-primas e produtos, de segurança, transdutor de pressão, termopar para monitorização de pressão e temperatura, respetivamente, banho termostático com óleo térmico, sistema de agitação, permitindo a abertura do compartimento de reação para inspeção e limpeza por intermédio de flange. O material escolhido para a construção do reator e acessórios foi o aço inoxidável 316. No projeto deste reator foram tomados em consideração os aspetos relacionados com a segurança, nomeadamente pelo facto de se estar a planear um recipiente a operar a pressão e temperaturas relativamente elevadas. Este sistema tem um custo total estimado de 9843 €.