Desenvolvimento de um fluído biocombustível à base de carvão vegetal

• Autor(a) principal: Loureiro, Liliana Maria Esteves Fernandes
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/15331
• topic: Engenharia de materiais; Biocombustíveis - Processamento; Carvão vegetal

Este trabalho relata os resultados de um estudo preliminar inovador, visando o desenvolvimento de um combustível industrial líquido à base de carvão vegetal. A sua pertinência justifica-se pelo elevado potencial energético do carvão vegetal, a sua natureza renovável, a facilidade de armazenamento e de transporte na forma líquida, bem como todas as vantagens económicas e ambientais associadas. Assim, estudou-se a aptidão do carvão vegetal para ser disperso em meios líquidos adequados através do comportamento reológico dessas suspensões. Este tipo de informação é da maior importância para o dimensionamento de tubagens de transporte do fluido e para o desenho dos sistemas de armazenamento. Para o efeito, avaliou-se a influência dos factores mais relevantes que devem ser considerados aquando da preparação de suspensões e que determinam o seu comportamento reológico: (i) a concentração de carvão da suspensão, que deve ser tão elevada quanto possível para não comprometer o poder calorífico; (ii) a quantidade de aditivos/ estabilizantes para minimizar a viscosidade (μ) a uma dada fracção de sólidos; (iii) o tipo de aditivos, iónicos (catiónicos/ aniónicos) ou não iónicos; (iv) e o tamanho de partículas e a sua distribuição granulométrica, que interferem na taxa de sedimentação e na capacidade de empacotamento das partículas. Inicialmente a investigação focou-se na preparação de suspensões de carvão vegetal-água, Charcoal Water Slurries (ChWS). Testaram-se quatro dispersantes e escolheu-se o mais adequado às ChWS. A seguir determinou-se a concentração máxima de sólidos, permitida com esse dispersante. A avaliação dos resultados obtidos conduziu a uma segunda etapa: a substituição da água como meio de dispersão, por outro solvente. Para o efeito testaram-se três óleos e seleccionou-se aquele que permitia maximizar a concentração de sólidos nas suspensões carvão vegetal-óleo, Charcoal Oil Slurries (ChOS). Seguidamente testaram-se três dispersantes e determinou-se a concentração máxima de sólidos permitida utilizando o dispersante mais adequado. Verificou-se também a influência da distribuição do tamanho de partícula e do uso de sistemas mono, bi e multimodais na viscosidade da suspensão. Estes estudos conduziram a uma suspensão de carvão vegetal-óleo de elevada estabilidade, contendo 62 wt.% de sólidos e 0,35 wt.% de dispersante. Esta ChOS apresentava propriedades de fluxo adequadas e elevado poder calorífico, tendo sido alcançados com sucesso os objectivos propostos para este trabalho.