Cinética da cogaseificação de lodo de esgoto sanitário e serragem de pinus com vapor de água em um reator termogravimétrico

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Pereira, Jefferson Leque Claudio
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/229858
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2021.
id UFSC_f99e6366c32f91022e4ee697ed6ae830
oai_identifier_str oai:repositorio.ufsc.br:123456789/229858
network_acronym_str UFSC
network_name_str Repositório Institucional da UFSC
repository_id_str 2373
spelling Cinética da cogaseificação de lodo de esgoto sanitário e serragem de pinus com vapor de água em um reator termogravimétricoEngenharia químicaGaseificaçãoLodo de esgotoEnergiaDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2021.O lodo sanitário proveniente do tratamento de esgoto municipal apresenta um problema não apenas ambiental, como também econômico. A gaseificação apresenta uma ótima alternativa para lidar com essa questão e ainda gerar biocombustíveis a partir desse resíduo. Este estudo avaliou a viabilidade da cogaseificação de lodo sanitário com serragem de pinus elliottii para sua valorização energética pela geração de gás de síntese. Amostras de lodo, pinus elliottii e uma mistura de ambos, foram pirolisadas em um reator de quartzo, a 950 °C com uma atmosfera de N2 e vazão de 300 mL/min. Tanto os chars resultantes da pirólise como as amostras brutas foram caracterizadas físico-quimicamente. Os chars foram gaseificados com vapor d?água, em condições isotérmicas e pressão atmosférica, a temperaturas de 800 850 e 900 °C. Também foram gaseificadas em uma atmosfera de vapor d?água e pequena porcentagem volumétrica de oxigênio à 850 °C. A cinética das reações de gaseificação dos chars com vapor de água foi avaliada em uma termobalança, e os produtos gasosos foram analisados em um cromatógrafo gasoso. O Cl total presente nas amostras brutas provenientes do lodo não foram detectados após a pirólise, favorecendo sua utilização como fonte energética. O poder calorífico do char da copirólise apresentou um valor próximo ao material bruto, enquanto os chars do lodo e do pinus apresentam poderes caloríficos menores e maiores que de suas amostras brutas, respectivamente. Dentre os modelos cinéticos usado para avaliar a gaseificação, o modelo do núcleo não reagido teve os melhores ajustes, sendo utilizado para determinação dos parâmetros cinéticos. A equação de Arrhenius foi utilizada para avaliar o efeito da temperatura e obteve energias de ativação entre 144 e 215 kJ/mol. O hidrogênio foi o principal produto gasoso obtido em todas as gaseificações por vapor d?água seguido pelo monóxido e dióxido de carbono. A adição de uma pequena quantidade de oxigênio à atmosfera reativa inibiu a produção de hidrogênio. Nenhuma das reações estudadas teve produções significativas de metano. A gaseificação de chars provenientes do lodo sanitário se mostrou um processo promissor para obtenção de gás de síntese.Abstract: Sanitary sludge originated from city sewer treatment presents not only an environmental problem as well as an economic one due to its disposal costs. Gasification offers a great alternative to deal with this issue and generate bio combustibles from this residue. This study evaluated the viability for the co gasification of the sewage sludge with pinus elliottii sawdust for energy recover through synthesis gas production. Samples of sludge, pinus elliottii and an 1:1 mixture of both were pyrolyzed in a quartz reactor, at 950 °C with atmosphere of N2 flowing at 300 mL/min. Both the chars obtain in the pyrolysis and the raw samples were characterized for its physicochemical characteristics. The char samples where then gasified with steam, on isothermal conditions and atmospheric pressure, with temperatures of 800, 850 and 900 °C. Additionally the chars were gasified with an atmosphere composed of steam and a small volumetric percentage of oxygen at 850 °C. The kinetics of the steam gasification were evaluated in a thermogravimetric scale, and the product gases analyzed in a gas chromatograph. The pyrolysis removed the chlorine present in the raw sample from the chars originated from the sludge. The heating value from the char of co pyrolysis presents a value near of the raw material, while the chars from the sludge and the pinus present heating values respectively lower and higher than its raw samples. Between the kinetic models utilized to analyze the gasification, the shrinking core had the best fits, being the one used to ascertain kinetics parameters. The Arrhenius equation was used to evaluate the effect of the temperature and had activation energies between 144 and 215 kJ/mol. Hydrogen were the main gas product obtain in all the steam gasification followed by carbon monoxide and dioxide. The addition of the small quantitate of oxygen to the reactive atmosphere inhibited hydrogen production. None of the reactions study had significant production of methane. Gasification of chars originated form sewage sludge shown to be a promising process for synthesis gas production.José, Humberto JorgeMoreira, Regina de Fátima Peralta MunizUniversidade Federal de Santa CatarinaPereira, Jefferson Leque Claudio2021-11-11T19:25:47Z2021-11-11T19:25:47Z2021info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis66 p.| il., gráfs.application/pdf373560https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/229858porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2021-11-11T19:25:47Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/229858Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732021-11-11T19:25:47Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
dc.title.none.fl_str_mv Cinética da cogaseificação de lodo de esgoto sanitário e serragem de pinus com vapor de água em um reator termogravimétrico
title Cinética da cogaseificação de lodo de esgoto sanitário e serragem de pinus com vapor de água em um reator termogravimétrico
spellingShingle Cinética da cogaseificação de lodo de esgoto sanitário e serragem de pinus com vapor de água em um reator termogravimétrico
Pereira, Jefferson Leque Claudio
Engenharia química
Gaseificação
Lodo de esgoto
Energia
title_short Cinética da cogaseificação de lodo de esgoto sanitário e serragem de pinus com vapor de água em um reator termogravimétrico
title_full Cinética da cogaseificação de lodo de esgoto sanitário e serragem de pinus com vapor de água em um reator termogravimétrico
title_fullStr Cinética da cogaseificação de lodo de esgoto sanitário e serragem de pinus com vapor de água em um reator termogravimétrico
title_full_unstemmed Cinética da cogaseificação de lodo de esgoto sanitário e serragem de pinus com vapor de água em um reator termogravimétrico
title_sort Cinética da cogaseificação de lodo de esgoto sanitário e serragem de pinus com vapor de água em um reator termogravimétrico
author Pereira, Jefferson Leque Claudio
author_facet Pereira, Jefferson Leque Claudio
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv José, Humberto Jorge
Moreira, Regina de Fátima Peralta Muniz
Universidade Federal de Santa Catarina
dc.contributor.author.fl_str_mv Pereira, Jefferson Leque Claudio
dc.subject.por.fl_str_mv Engenharia química
Gaseificação
Lodo de esgoto
Energia
topic Engenharia química
Gaseificação
Lodo de esgoto
Energia
description Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2021.
publishDate 2021
dc.date.none.fl_str_mv 2021-11-11T19:25:47Z
2021-11-11T19:25:47Z
2021
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv 373560
https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/229858
identifier_str_mv 373560
url https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/229858
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv 66 p.| il., gráfs.
application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSC
instname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
instacron:UFSC
instname_str Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
instacron_str UFSC
institution UFSC
reponame_str Repositório Institucional da UFSC
collection Repositório Institucional da UFSC
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1808652017577492480

Registros relacionados