Estudo experimental da gaseificação do eucalipto em gaseificador co-corrente de duplo estágio com ar, vapor saturado e oxigênio para produção de gás de síntese
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Data de Publicação: | 2015 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) |
Texto Completo: | https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/497 |
Resumo: | O objetivo deste estudo foi avaliar o processo de gaseificação de biomassa por meio de diferentes fluidos de gaseificação. Foi utilizada uma planta piloto de gaseificação de biomassa alimentada por eucalipto existente nos laboratórios do NEST/UNIFEI. Foram considerados dois fluidos de gaseificação, misturas de ar + vapor e vapor + oxigênio. A planta de gaseificação foi equipada com uma unidade de caldeira a vapor e cilindros de oxigênio. Para a avaliação do processo de gaseificação do ponto de vista da melhoria da qualidade do gás de síntese foram utilizadas diferentes concentrações de vapor e oxigénio. A operação do gaseificador usando misturas de ar + vapor e vapor + oxigênio como fluidos de fluidização foram realizados para um intervalo de ER de 0,30 a 0,40 e uma SBR de 0,4 a 1,0. Para cada caso, foi analisada a composição, o poder calorífico e o teor de alcatrão e particulado do gás. A condição operacional que apresentou melhor resultado para ambos agentes de gaseificação foi para uma ER de 0,35 e SBR de 0,4, a mesma condição onde se obteve a máxima eficiência do reator utilizando ar como fluido de gaseificação. O poder calorífico do gás quando se utilizou misturas de ar + vapor foi de 3,50 - 5,11 MJ/Nm³, e para misturas de vapor + oxigênio foi de 6,91-8,48 MJ/Nm³. O teor de hidrogênio quando se utiliza vapor + ar misturas variou entre 16,0% - 21,63% e com a utilização da mistura de vapor + oxigênio foi de 27,43% - 35,94%. A razão H2/CO utilizando ar + vapor e vapor+ oxigênio variou entre 1,50-2,49, e 1,12-1,88, respectivamente. Foram calculados os balanços de massa e energia para as condições operacionais consideradas, utilizando misturas ar + vapor e vapor + oxigênio. Os resultados do balanço de massa utilizando mistura ar+ vapor apresenta um rendimento entre 1,95 e 2,58kg gás/kg biomassa, e para a mistura vapor+ oxigênio entre 1,17 e 1,32 kg gás/kg biomassa. A gaseificação utilizando mistura ar + vapor apresentou uma eficiência média 44,8% e para vapor + oxigênio uma eficiência média de 73%. |
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2015-04-132016-07-01T19:22:54Z2016-07-01T19:22:54ZOLIVEIRA, Cristina Aparecida Vilas Bôas de Sales. Estudo experimental da gaseificação do eucalipto em gaseificador co-corrente de duplo estágio com ar, vapor saturado e oxigênio para produção de gás de síntese. 2015. 159 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2015.https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/497O objetivo deste estudo foi avaliar o processo de gaseificação de biomassa por meio de diferentes fluidos de gaseificação. Foi utilizada uma planta piloto de gaseificação de biomassa alimentada por eucalipto existente nos laboratórios do NEST/UNIFEI. Foram considerados dois fluidos de gaseificação, misturas de ar + vapor e vapor + oxigênio. A planta de gaseificação foi equipada com uma unidade de caldeira a vapor e cilindros de oxigênio. Para a avaliação do processo de gaseificação do ponto de vista da melhoria da qualidade do gás de síntese foram utilizadas diferentes concentrações de vapor e oxigénio. A operação do gaseificador usando misturas de ar + vapor e vapor + oxigênio como fluidos de fluidização foram realizados para um intervalo de ER de 0,30 a 0,40 e uma SBR de 0,4 a 1,0. Para cada caso, foi analisada a composição, o poder calorífico e o teor de alcatrão e particulado do gás. A condição operacional que apresentou melhor resultado para ambos agentes de gaseificação foi para uma ER de 0,35 e SBR de 0,4, a mesma condição onde se obteve a máxima eficiência do reator utilizando ar como fluido de gaseificação. O poder calorífico do gás quando se utilizou misturas de ar + vapor foi de 3,50 - 5,11 MJ/Nm³, e para misturas de vapor + oxigênio foi de 6,91-8,48 MJ/Nm³. O teor de hidrogênio quando se utiliza vapor + ar misturas variou entre 16,0% - 21,63% e com a utilização da mistura de vapor + oxigênio foi de 27,43% - 35,94%. A razão H2/CO utilizando ar + vapor e vapor+ oxigênio variou entre 1,50-2,49, e 1,12-1,88, respectivamente. Foram calculados os balanços de massa e energia para as condições operacionais consideradas, utilizando misturas ar + vapor e vapor + oxigênio. Os resultados do balanço de massa utilizando mistura ar+ vapor apresenta um rendimento entre 1,95 e 2,58kg gás/kg biomassa, e para a mistura vapor+ oxigênio entre 1,17 e 1,32 kg gás/kg biomassa. A gaseificação utilizando mistura ar + vapor apresentou uma eficiência média 44,8% e para vapor + oxigênio uma eficiência média de 73%.Estudo experimental da gaseificação do eucalipto em gaseificador co-corrente de duplo estágio com ar, vapor saturado e oxigênio para produção de gás de sínteseinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisItajubáUniversidade Federal de Itajubá159 p.BiomassaGaseificaçãoVaporOxigênioPoder caloríficoBiomassGasificationSteamOxygenHydrogenLORA, Electo Eduardo SilvaANDRADE, Rubenildo VieiraEngenharia MecânicaConversão de EnergiaOLIVEIRA, Cristina Aparecida Vilas Bôas de SalesPrograma de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia MecânicaIEM - Instituto de Engenharia Mecânicaporreponame:Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)instname:Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)instacron:UNIFEIinfo:eu-repo/semantics/openAccessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/497/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINALtese_oliveira3_2015.pdftese_oliveira3_2015.pdfapplication/pdf5454748https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/497/3/tese_oliveira3_2015.pdf4aca5d2b9930bf22328718988682fbbdMD53123456789/4972024-03-11 10:47:38.738oai:repositorio.unifei.edu.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unifei.edu.br/oai/requestrepositorio@unifei.edu.br || geraldocarlos@unifei.edu.bropendoar:70442024-03-11T13:47:38Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) - Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)false |
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