Biomass torrefaction under high intensity acoustic fields

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Kalatalo, Diego Neves
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/48597
Resumo: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2023.
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spelling Biomass torrefaction under high intensity acoustic fieldsTorrefaçãoEnergia da biomassaDissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2023.A torrefação de biomassa tem grande potencial energético e se apresenta como uma grande oportunidade de ampliar o uso de fontes renováveis de energia. Por meio da torrefação, a biomassa passa por um processo de degradação térmica em baixas temperaturas (200-300 °C). Esse processo consiste em um pré-tratamento para produção de biocarvão de alta qualidade, que pode ser usado para combustão e gaseificação. Partículas de biomassa foram submetidas a um escoamento uniforme, sob a influência de um campo acústico, onde foram simulados os campos de concentração de umidade e temperatura considerando o interior da partícula como volume de controle. Além disso foi simulada a variação da massa da partícula e o traçado do perfil de velocidade e trajetória. Foram observadas mudanças nos coeficientes de transferência de calor e massa, com sua elevação entre 35 a 42 %. O aumento na taxa de secagem alcançou pico de 42% com a variação de frequência e 76% com a variação na velocidade de amplitude. Parâmetros cinéticos foram combinados com modelagem de análise elemental para calcular parâmetros de desempenho, como densificação de massa, densificação de energia, incremento de poder calorífico superior (HHV) e índice de co-benefício massa-energia (EMCI). O projeto de um reator de pirólise utilizando os gases de saída de uma microturbina foi apresentado como aplicação do modelo e sugestão para estudos posteriores.Biomass torrefaction has great energy potential and presents a great opportunity to expand the use of renewable energy sources. Through torrefaction, the biomass undergoes a thermal degradation process at low temperatures (200-300 °C). This process consists of a pre-treatment to produce high quality biochar, which can be used for combustion and gasification. Biomass particles were subjected to a uniform flow, under the influence of an acoustic field, where the humidity and temperature concentration fields were simulated considering the interior of the particle as a control volume. In addition, the variation of the particle mass and the tracing of the velocity and trajectory profile were simulated. Changes were observed in the heat and mass transfer coefficients, with their elevation between 35 to 42%. The increase in drying rate peaked at 42% with frequency variation and 76% with amplitude velocity variation. Kinetic parameters were combined with elemental analysis modeling to calculate performance parameters such as mass densification, energy densification, higher calorific value increment (HHV) and mass-energy co-benefit index (EMCI). The design of a pyrolysis reactor using the output gases of a microturbine was presented as a model application and a suggestion for further studies.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Mecânica (FT ENM)Programa de Pós-Graduação em Ciências MecânicasVeras, Carlos Alberto GurgelSilveira, Edgar AmaralKalatalo, Diego Neves2024-07-08T16:05:13Z2024-07-08T16:05:13Z2024-07-082023-02-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfKALATALO, Diego Neves. Biomass torrefaction under high intensity acoustic fields. 2023. 107 f., il. Dissertação (Mestrado em Ciências Mecânicas) — Universidade de Brasília, Brasília, 2023.http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/48597engA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-07-08T16:05:14Zoai:repositorio.unb.br:10482/48597Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-07-08T16:05:14Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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