Uso de resíduos lignocelulósicos provenientes da poda de árvores do Distrito Federal para produção de biocombustíveis

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Santanna, Maurício Simões
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: https://repositorio.unb.br/handle/10482/45419
Resumo: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2022.
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spelling Uso de resíduos lignocelulósicos provenientes da poda de árvores do Distrito Federal para produção de biocombustíveisUse of lignocellulosic waste from tree pruning in the Federal District for biofuel productionTorrefaçãoAproveitamento energéticoResíduos lignocelulósicosGaseificaçãoDissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2022.No Brasil, a gestão de resíduos sólidos urbanos (RSU) é um problema que se alastra há anos. Na cidade de Brasília, os resíduos lignocelulósicos (podas de árvores) apresentam dificuldades particulares que resultam em sobrecarga de aterros e estão intimamente relacionados a problemas ambientais. Como proposta tecnológica para aproveitamento energético e remediação ambiental, o objetivo deste trabalho é caracterizar o biocombustível constituído por resíduos lignocelulósicos de Brasília. Para isso, foi estabelecida uma mistura das seis espécies com maior representatividade no ecossistema florestal da cidade. A mistura (blend) proporcionalmente representativa foi submetida ao tratamento de torrefação em analisador termogravimétrico (TGA) nas temperaturas de 225, 250 e 275 °C por 60 minutos em condições inertes. As amostras in natura e o produto torrefado foram analisados quimicamente (análise imediata e elementar e poder calorífico). Um modelo numérico foi estabelecido para determinar a cinética de degradação termoquímica possibilitando a predição da perda de massa do blend em diferentes severidades de torrefação. A severidade da torrefação foi avaliada utilizando o Índice de Severidade de Torrefação (IST) e o Fator de Severidade de Torrefação (FST), e modelos de predição das propriedades dos produtos torrefados foram avaliados estatisticamente. A gaseificação do produto torrefado foi comparada ao material in natura, proporcionando informações sobre a utilização desse material torrefado para a produção de gás de síntese. Por fim, os dados da caracterização do produto in natura permitiram estabelecer uma mistura ótima por meio da análise multicritério visando sua aplicação como biocombustível. O tratamento da torrefação apresentou melhora significante nas propriedades das amostras (poder de queima, homogeneidade e hidrofobia), aprimorando-o para aplicações posteriores (queima direta e gaseificação). Os índices utilizados para mensurar a severidade da torrefação demonstraram eficácia quanto a precisão na predição das propriedades químicas dos produtos tratados. Os resultados obtidos forneceram informações quantitativas sobre a melhoria térmica e cinética da degradação do biocombustível, permitindo uma análise de sua viabilidade e potencial energético.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).In Brazil, the management of solid urban waste (MSW) is a problem that has spread for years. In Brasília city, lignocellulosic residues (tree pruning), present particular difficulties that result in landfill overload and are closely related to environmental problems. As a technological proposal for energy use and environmental remediation, the objective of this work is to characterize the biofuel constituted by lignocellulosic residues of Brasília. For this, a mixture of the six species with the greatest representativeness in the forest ecosystem of the city was established. The proportionally representative mixture was subjected to torrefaction treatment in a thermogravimetric analyzer (TGA) at temperatures of 225, 250 and 275 °C for 60 minutes under inert conditions. Raw samples and torrefied product were chemically analyzed (proximate, elemental, and calorific analysis). A numerical model was established to determine the kinetics of thermochemical degradation enabling the prediction of samples mass loss at different torrefaction severities. Torrefaction severity was assessed using the Torrefaction Severity Index (TSI) and the Torrefaction Severity Factor (TSF) and models for predicting the properties of torrefied products were statistically evaluated. The gasification of the torrefied product was compared to the raw material, providing information on the use of this biochar for the production of syngas. Finally, the raw product characterization data allowed to establish an optimal mixture through a multicriteria analysis aiming its application as biofuel. Torrefaction treatment showed a significant improvement in the properties of the samples (burning power, homogeneity and hydrophobicity), enhancing it ideal for downstream applications (direct firing and gasification). The TSI and TSF showed accuracy in predicting the chemical properties of the treated products. The obtained results provided quantitative information on the thermal and kinetic improvement of biofuel degradation, allowing information for further investigations concerning its viability and energy potential.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Mecânica (FT ENM)Programa de Pós-Graduação em Ciências MecânicasSilveira, Edgar Amaralmauriciosimoessantanna@gmail.comSantanna, Maurício Simões2023-01-03T22:12:45Z2023-01-03T22:12:45Z2023-01-032022-08-08info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSANTANNA, Maurício Simões. Uso de resíduos lignocelulósicos provenientes da poda de árvores do Distrito Federal para produção de biocombustíveis. 2022. xvii, 71 f., il. Dissertação (Mestrado em Ciências Mecânicas) — Universidade de Brasília, Brasília, 2022.https://repositorio.unb.br/handle/10482/45419A 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:UNB2024-02-08T21:40:49Zoai:repositorio.unb.br:10482/45419Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-02-08T21:40:49Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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