Estudo da cinética de degradação térmica de blendas de bioquerosene de óleo de babaçu com querosene de aviação

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Botelho, Renan Santos
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: https://repositorio.unb.br/handle/10482/40480
Resumo: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2020.
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spelling Estudo da cinética de degradação térmica de blendas de bioquerosene de óleo de babaçu com querosene de aviaçãoPiróliseBioqueroseneAnálise térmicaCinética químicaDissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2020.A adoção de um novo combustível para aviação com o objetivo de reduzir as emissões de CO2, CH4 e CO do setor, pode ser um processo complicado. Essas complicações são representadas pelas necessidades estabelecidas na RANP 778 (2019). As instabilidades geradas como perda na potência, diminuição de poder calorífico e adequação aos motores já fabricados são alguns pontos de cuidado. Dessa forma, a solução mais viável, a curto prazo, se dá pela adoção de blendas entre o querosene de aviação (JET-A1) e os bioquerosenes de fonte vegetal. A utilização de bioquerosene nas blendas demanda um estudo mais detalhado, pois durante a degradação destes, podem ser aferidos dados que não corroborem na sua utilização. As espécies químicas geradas durante a degradação (CO2, CH4 e CO) devem ser menos nocivas ou produzidas em menor quantidade e suas características físico-químicas não devem ser alteradas de forma abrupta pela atmosfera as quais estão sendo expostas. Para o estudo, foi produzido o bioquerosene de óleo de babaçu através de um processo de transesterificação, que após finalizado, foi utilizado na produção de blendas de 10 e 20% v/v com o querosene de aviação JET-A1. As amostras de bioquerosene puro, bioquerosene 10%, bioquerosene 20% e de JET-A1 foram então comparadas através de uma análise térmica de sua degradação. Nesta análise, foram utilizadas termogravimetria (TG), termogravimetria derivada (DTG) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). As amostras foram submetidas a duas taxas de aquecimento distintas (5 e 20°C.min-1 ), alteração na atmosfera de ar-sintético para nitrogênio e uma modificação do fluxo de gás dessa atmosfera de 50 para 100 mL.min-1 . Para verificar as espécies encontradas com a degradação, os gases liberados foram analisados no acoplamento TG-FTIR, que fornece através do número de onda das vibrações moleculares o seu perfil. Os aumentos na taxa de aquecimento provocaram aumento das temperaturas de pico das blendas de cerca de 5% em relação ao JET-A1. A atmosfera inerte provocou aumento na quantidade de resíduos de 1 a 2% em relação a atmosfera reativa. O aumento do fluxo de gases revelou novas espécies químicas pós degradação (CH3, CH2 e anéis aromáticos). O aumento das taxas de aquecimento também gerou redução da energia de ativação de 23 a 35% para todas as amostras.The adoption of a new aviation fuel with the objective of reducing the sector's CO2, CH4 and CO emissions, can be a complicated process. These complications are represented by the needs established in RANP 778 (2019). The instabilities generated such as loss of power, decreased calorific value and suitability for engines already manufactured are some points of caution. Thus, the most viable solution, in the short term, is the adoption of blends between aviation kerosene (JET-A1) and biokerosenes from biomass. The use of biokerosene in blends requires a more detailed study, because during their degradation, data that do not corroborate their use can be measured. The chemical species generated during the degradation (CO2, CH4 and CO) must be less harmful or produced in less quantity and their physical-chemical characteristics must not be changed abruptly by the atmosphere to which they are being exposed. For the study, babassu oil biokerosene was produced through a transesterification process, which, after being finalized, was used in the production of blends of 10 and 20% v / v with JET-A1 aviation kerosene. The samples of pure biokerosene, biokerosene 10%, biokerosene 20% and JET-A1 were then compared using a In this analysis, thermogravimetry (TG), derived thermogravimetry (DTG) and differential scanning calorimetry (DSC) were used. The samples were subjected to two different heating rates (5 and 20 °C .min-1), change in the atmosphere from synthetic air to nitrogen and a change in the gas flow of this atmosphere from 50 to 100 mL.min-1. To verify the species found with the degradation, the released gases were analyzed in the TG-FTIR coupling, which provides the profile through the molecular vibration wave number. The increases in the heating rate caused an increase in peak blending temperatures of about 5% in relation to JET-A1. The inert atmosphere caused an increase in the amount of residues of 1 to 2% in relation to the reactive atmosphere. The increase in gas flow revealed new chemical species after degradation (CH3, CH2 and aromatic rings). The increase in heating rates also generated a reduction in activation energy of 23 to 35% for all samples.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Mecânica (FT ENM)Programa de Pós-Graduação em Ciências MecânicasLuz, Sandra Maria darenan_cic@hotmail.comBotelho, Renan Santos2021-04-09T14:39:30Z2021-04-09T14:39:30Z2021-04-092020-12-08info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfBOTELHO, Renan Santos. Estudo da cinética de degradação térmica de blendas de bioquerosene de óleo de babaçu com querosene de aviação. 2020. 117 f., il. Dissertação (Mestrado em Ciências Mecânicas)—Universidade de Brasília, Brasília, 2020.https://repositorio.unb.br/handle/10482/40480A 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/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-02-08T21:40:44Zoai:repositorio.unb.br:10482/40480Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-02-08T21:40:44Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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