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Title: Estudo das condições reacionais da gaseificação de biomassa lignocelulósica para a produção de hidrogênio
Authors: Viestel, Bernardo de Oliveira
Araripe, Tacito Braga
metadata.dc.contributor.advisor: Oliveira, Hugo Alvarenga
metadata.dc.contributor.members: Ourique, Jorge Eduardo da Silva
Maia, Mônica Pinto
Issue Date: 2018
Publisher: Universidade Federal Fluminense
Citation: Viestel, Bernardo de Oliveira; Araripe, Tacito Braga. Estudo das condições reacionais da gaseificação de biomassa lignocelulósica para a produção de hidrogênio. 2018. 60 f.Projeto Final (Bacharelado em Engenharia Química). - Departamento de Engenharia Química e Petróleo, Universidade Federal Fluminense, Niterói, 2018.
Abstract: É de conhecimento geral que o meio ambiente tem sofrido desde que se iniciou a produção energia através de combustíveis fósseis. Segundo a literatura, a gaseificação da biomassa é um processo sustentável, o qual depende da rota usada e produz hidrogênio que pode ser usado para a obtenção de energia elétrica, biocombustíveis, produção de amônia, dentre outros produtos na indústria química. Neste trabalho foi feita uma análise das condições reacionais de um reator de gaseificação da biomassa, operando com madeira de pinheiro e uma corrente lateral de vapor d´água com pequenas quantidades de oxigênio, utilizando o simulador Honeywell UniSim. O enfoque da simulação foi a cinética das reações entre os produtos da pirólise e a água. Buscou-se à otimização das condições reacionais que favorecem a formação de hidrogênio. Foi analisada, especialmente, a influência da temperatura, da quantidade de água inserida, do tempo de residência e da concentração de oxigênio adicionado ao reator. Os resultados apontaram que reatores operando a temperaturas mais altas (900 ºC) apresentam melhores resultados, no que se refere à produção de hidrogênio. Vazões maiores de água (50% em excesso) também favorecem a produção de hidrogênio, aumentando a conversão de biomassa neste produto. Referente ao tempo de residência, há um conflito entre o aumento da conversão de biomassa em hidrogênio e a diminuição da produção do mesmo, consequência de um aumento do tempo de residência. Em última análise, foi verificado que, para um reator operando adiabaticamente, é interessante a inserção de pequenas quantidades de oxigênio (5% em base molar). A inserção deste reagente ocasiona reações exotérmicas que elevam a temperatura do reator, o que aumenta a conversão de biomassa em hidrogênio. Por outro lado, a inclusão de oxigênio nos reagentes aumenta a formação de dióxido de carbono, produto indesejado
metadata.dc.description.abstractother: Is common knowledge that the environment has been suffering since fossil fuels started being burned to produce energy. According to professionals in the field, biomass gasification is a sustainable process which depending on the used route can produce hydrogen, that can be further used to generate electricity, biofuels, ammonium, and other products with high interest on the chemical field. A reactor operation conditions analysis was made, for a pine wood feed and a side water stream, with small amounts of oxygen, using the software Honeywell UniSim. The simulation focused on the kinetics of the reactions between pyrolisis products and water. It was evaluated specially the influence of the temperature, the amount of water, the residence time and the oxygen concentration added to the reactor. Reactors operating at higher temperatures (900 ºC) presented better results, when it comes to hydrogen production. Higher water flows (50% excess) also favour the hydrogen production, increasing the biomass conversion into this product. Concerning the residence time, there is a conflict between the biomass into hydrogen conversion increase and the decrease of production, when operating at higher residence times.The last study verified that, in adiabatic operating reactors is interesting the insertion of small amounts of oxygen (5% in molar basis) in the water stream feed. The addition of this reactant leads to exothermic reactions, which elevate the reactor´s temperature, increasing the biomass conversion into hydrogen. On the other hand, oxygen addition to reactants increases the production of carbon dioxide, an undesired product
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/8084
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