Uso de biomassa e de carvão vegetal em gaseificadores para produzir gás adequado a motores de combustão interna

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Claudino Filho, Vicente de Vasconcelos
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB
Texto Completo: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/18940
Resumo: Meeting today’s demand for energy is one of society’s great challengers. Each day the curve that demonstrate how much energy is consume around the world has risen in a faster rate than the sources can generate. Industry development and residential consumption are the key drivers for this. A way to try to meet this demand is the using of renewable energy sources. However, many of the renewable sources depends exclusively on climatic factors, such as wind and sun. Biomass gasification may be a way out to avoid this dependence. Biomass it is a resource available throughout the year, without being hamper by climatic factors. In turn, the use of residual biomass prevents pollution of the environment, while transforming it into an alternative source of energy. The goal of the present work is to show that is possible in an efficient way to generate electricity from waste wood, and posteriorly charcoal, using a gasifier that has 8 kWt of generation capacity and a genset linked to a Otto Cycle engine. A resistive charge simulator made up of bulb lamps with power ratings ranging from 150 to 280 W, making 2.04 kW. The goals of the present work, it was successfully achieved. By replacing the in natura biomassa with charcoal it was possible to increase the efficiency of the gasifier/genset,. Moreover, it can be seen reduction on biomassa specific consumption (charcoal) of the gasifier. The resistive charge simulator worked as expected , had been possible to activate all eight bulb lamps, getting, thus, the maximum work power from engine. It was found, in the other hand, by replacing the in natura biomass with charcoal it convenient to the system conservation status, eliminating the harmful effects the tar causes to piping apparatus. This importance make more notorious, when there is not adherence and immobilization of parts of internal combustion engine, like valves and pistons. Thus, another step is taken to demonstrate the viability of biomass gasification as an alternative energy source, among those existing in the national scenario.
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In turn, the use of residual biomass prevents pollution of the environment, while transforming it into an alternative source of energy. The goal of the present work is to show that is possible in an efficient way to generate electricity from waste wood, and posteriorly charcoal, using a gasifier that has 8 kWt of generation capacity and a genset linked to a Otto Cycle engine. A resistive charge simulator made up of bulb lamps with power ratings ranging from 150 to 280 W, making 2.04 kW. The goals of the present work, it was successfully achieved. By replacing the in natura biomassa with charcoal it was possible to increase the efficiency of the gasifier/genset,. Moreover, it can be seen reduction on biomassa specific consumption (charcoal) of the gasifier. The resistive charge simulator worked as expected , had been possible to activate all eight bulb lamps, getting, thus, the maximum work power from engine. It was found, in the other hand, by replacing the in natura biomass with charcoal it convenient to the system conservation status, eliminating the harmful effects the tar causes to piping apparatus. This importance make more notorious, when there is not adherence and immobilization of parts of internal combustion engine, like valves and pistons. Thus, another step is taken to demonstrate the viability of biomass gasification as an alternative energy source, among those existing in the national scenario.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESNos dias atuais suprir a demanda por energia é um dos grandes desafios da sociedade. A cada dia a curva que demonstra o quanto de energia é consumido em todo o mundo tem ascendido em uma velocidade maior do que as fontes podem gerar. O desenvolvimento da indústria e o consumo residencial são os principais fatores para que isso ocorra. Um meio encontrado para tentar suprir essa demanda é a utilização de fontes renováveis de energia. O problema de muitas dessas fontes renováveis é que elas dependem exclusivamente de fatores climáticos como o vento e o sol. Uma opção para evitar essa dependência é a utilização da gaseificação de biomassa. A biomassa é um recurso disponível durante todo o ano, sem que seja prejudicada por fatores climáticos. Por sua vez, a utilização da biomassa residual evita a poluição do meio ambiente, ao mesmo tempo em que a transforma em fonte alternativa de energia. Este trabalho tem por objetivo demonstrar que é possível tornar a operacionalização de um sistema formado por um gaseificador de biomassa de um grupo gerador, ao tempo em que se aumenta a sua eficiência energética a partir da substituição da biomassa in natura pelo carvão vegetal. O gaseificador utilizado tem a capacidade de produzir 8 kW térmicos e o grupo gerador pode gerar 2,2 kW de potência elétrica. Durante os experimentos foi utilizado um simulador de carga do tipo resistivo, constituído por oito lâmpadas de bulbo com potências que variaram de 150 a 280 W, perfazendo um total de 2,04 kW. Ao se substituir a biomassa in natura pelo carvão vegetal foi possível se elevar a eficiência do sistema gaseificador/grupo gerador de 5,21 % para 9,71 %. Constatou-se, ainda, a redução no consumo específico de biomassa (carvão vegetal) do gaseificador, que operando na potência máxima, provoca um consumo específico de 3,89 kg/kWh com a E rr o! A rg u m en to de o pç ão de sc o n he ci d o. biomassa in natura, e esse valor foi reduzido para 1,18 kg/kWh com o uso do carvão vegetal. O simulador de carga resistivo funcionou conforme o esperado, tendo sido possível se acionar as oito lâmpadas de bulbo, obtendo-se, desta maneira, a potência máxima de trabalho motor. Comprovou-se, por outro lado, que a substituição da biomassa in natura pelo carvão vegetal foi conveniente ao estado de conservação do sistema, quando eliminou os efeitos nocivos que o alcatrão causa às tubulações do aparato. E essa importância torna-se mais notória, quando deixa de provocar aderência e imobilização de peças do motor de combustão interna, tais como válvulas e pistões. Dá-se, assim, mais um passo para a demonstração da viabilização da gaseificação da biomassa como fonte de energia alternativa, dentre as existentes no cenário nacional.Universidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUFPBJaguaribe, Emerson Freitashttp://lattes.cnpq.br/1453322235984692Claudino Filho, Vicente de Vasconcelos2020-12-28T05:06:13Z2019-06-272020-12-28T05:06:13Z2019-04-24info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/18940porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2021-08-26T13:38:08Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/18940Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2021-08-26T13:38:08Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false
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