Caracterização termodinâmica da reação de gaseificação sub e supercrítica da biomassa lignocelulósica para produção de hidrogênio

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Gomes, Jan Galvão, 1995-
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/3584
Resumo: Orientador: Reginaldo Guirardello
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Nesse trabalho a reação de conversão catalítica da biomassa foi estudada em água subcrítica (SbCWG) e supercrítica (SCWG) visando à maximização da formação de hidrogênio. A modelagem de tal sistema foi efetuada através de cálculos de equilíbrio químico e de fases combinados, utilizando as metodologias de minimização global da energia de Gibbs – MinG (para sistemas isotérmicos e isobáricos) e maximização da entropia – MaxS (para sistemas isobáricos e isentálpicos) empregando a equação cúbica de estado de Peng-Robinson no cálculo dos coeficientes de fugacidade com uma modelagem termodinâmica. Os métodos serão formulados como problemas de otimização através de programações não-lineares e solucionados no software GAMS. Assim, a proposta deste trabalho foi realizar uma avaliação do cálculo de equilíbrio químico e de fases da gaseificação subcrítica e supercrítica de fontes de biomassa lignocelulósica utilizando equação de estado cúbica para representação das não idealidades. Com os resultados desse trabalho esperamos contribuir com uma melhor compreensão, dentro do ponto de vista termodinâmico, de quais caminhos reacionais levam à decomposição da biomassa, à formação de compostos intermediários e posterior formação de H2. Além disso, uma melhor compreensão do comportamento térmico e de fases ao longo das reações de transformação de biomassa em condições sub e supercríticas e, por fim, uma avaliação econômica visando verificar a viabilidade da implementação do sistema em escala industrialAbstract: The production of biofuels from different types of biomass has gained space in recent decades due to the scarcity of fossil fuel reserves and socio-environmental factors. Given this, new technologies are indispensable for the efficient generation of fuels through the thermochemical conversion of different types of biomass. In this work, the catalytic conversion reaction of biomass was studied in subcritical (SbCWG) and supercritical (SCWG) water aiming at maximizing hydrogen formation. The modeling of such a system was performed through chemical equilibrium and combined phase calculations, using the methodologies of global minimization of Gibbs energy - MinG (for isothermal and isobaric systems) and entropy maximization - MaxS (for isobaric and isenthalpic systems) employing the Peng-Robinson cubic equation of state to calculate the fugacity coefficients with a thermodynamic model. The methods will be formulated as optimization problems through non-linear programming and solved in the GAMS software. Thus, the purpose of this work was to evaluate the calculation of chemical equilibrium and phases of subcritical and supercritical gasification of lignocellulosic biomass sources using the cubic equation of state to represent the non-idealities. With the results of this work, we hope to contribute to a better understanding, from a thermodynamic point of view, of which reactional pathways lead to the decomposition of biomass, the formation of intermediate compounds, and the subsequent formation of H2. In addition, a better understanding of the thermal behavior and phases along the reactions of biomass transformation in sub and supercritical conditions and, finally, an economic evaluation to verify the feasibility of implementing the system on an industrial scaleMestradoEngenharia QuímicaMestre em Engenharia QuímicaFAPESP2020/03823-1CAPES88887.482031/2020-00[s.n.]Guirardello, Reginaldo, 1961-Cardozo Filho, LúcioFranco, Luís Fernando MercierUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia QuímicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASGomes, Jan Galvão, 1995-20222022-03-04T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (182 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/3584GOMES, Jan Galvão. Caracterização termodinâmica da reação de gaseificação sub e supercrítica da biomassa lignocelulósica para produção de hidrogênio. 2022. 1 recurso online (182 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/3584. 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