"A Transversalidade da Ciência, Tecnologia e Inovações para o Planeta"
5 a 7 de outubro de 2021
Trabalho 15436
| ISSN | 2237-9045 |
|---|---|
| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Engenharia química |
| Setor | Departamento de Química |
| Bolsa | PIBIC/CNPq |
| Conclusão de bolsa | Não |
| Apoio financeiro | CNPq |
| Primeiro autor | Gabriel Alves da Silva Abreu |
| Orientador | FABIO DE AVILA RODRIGUES |
| Título | Simulação do processo de pirólise rápida da biomassa lignocelulósica utilizando Aspen Plus |
| Resumo | O avanço do setor industrial proporcionou um crescimento exponencial do uso de combustíveis fósseis ao redor do mundo, na qual observa-se amplas discussões relacionadas ao impacto ambiental causado. Dentre as tecnologias existentes ou em desenvolvimento, a pirólise da biomassa destaca-se com potencial para indústrias e o setor automotivo por permitir a geração de frações sólida, líquida e gasosa. Para estabelecer o processo de conversão da biomassa em energia é importante quantificar as propriedades físicas e químicas da matéria prima, uma vez que a composição influencia no rendimento do processo. Assim, buscando técnicas eficazes que gerem baixos custos, o principal objetivo do trabalho foi desenvolver e simular o processo de pirólise rápida da biomassa por meio do software Aspen Plus®. Como corrente de entrada, foi utilizado as frações dos principais componentes da cana-de-açúcar disponíveis na literatura - hemicelulose, celulose, lignina, extrativos e cinzas, uma vez que umidade não foi objetivo de estudo desse projeto. Para o desenvolvimento do processo foi utilizado um retor de rendimento para conversão da biomassa não convencional (NCPSD) em seus principais componentes, seguido de três reatores RCSTR. O reator de rendimento é um reator teórico presente no software e pode ser utilizado quando estão disponíveis os dados de rendimento mássico/molar de uma reação e os parâmetros cinéticos são desconhecidos, ou, para a manipulação de componentes. O reator RCSTR foi escolhido por aceitar os parâmetros cinéticos na forma de Arrhenius, e simular dados como volume e tempo de residência. Os três reatores RCSTR operam nas mesmas condições, uma vez que, representam um mesmo. Para esse tipo de reator foram determinadas as condições de operação a 500 °C e 1 bar, bem como a inserção das reações primárias, secundárias e dos extrativos. As reações primárias são as reações que ocorrem com os principais polímeros da biomassa: celulose, hemicelulose, e lignina, enquanto as reações dos extrativos ocorrem por meio dos aminoácidos, ácidos e açúcares presentes. As reações secundárias otimizam a geração das frações líquidas e gasosas e ocorrem a partir da reação das espécies geradas pela pirólise primária, como o levoglucosano e o alcatrão pirolítico. Dentre os resultados esperados da simulação, têm-se uma fração de 19,3% de sólidos, 35,0% de gases e 46,0% da fração de interesse que é a líquida, capaz de gerar o bioóleo. O processo desenvolvido no simulador pode ser adaptado para a produção de outras frações de interesse por meio de alterações nas condições de processo impostas aos reatores RCSTR, de forma a representar processos como a pirólise lenta, intermediária, ou mesmo, a carbonização. As reações foram selecionadas de forma genérica para a biomassa, e com a alteração das frações de entrada e a revisão dos principais componentes dos extrativos e cinzas, outras biomassas podem ser estudadas e ter seus rendimentos disponibilizados. |
| Palavras-chave | Aspen Plus, Simulação de Processos, Pirólise |
| Forma de apresentação..... | Painel |
| Link para apresentação | Painel |
|---|