Produção de bio-óleo a partir da pirólise de casca de coco em leito fixo

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dc.contributor.advisor-co1Xavier, Thiago Padovani
dc.contributor.advisor1Lira, Taisa Shimosakai de
dc.contributor.authorAgrizzi, Tiago
dc.contributor.referee1Santos, Kássia Graciele dos
dc.contributor.referee2Bacelos, Marcelo Silveira
dc.date.accessioned2018-08-01T23:29:13Z
dc.date.available2018-08-01
dc.date.available2018-08-01T23:29:13Z
dc.date.issued2018-03-23
dc.description.abstractThe exploitation of energy resources is fundamental for the economic development of the countries, as the diversified energy matrix guarantees internal supply and mitigates the dependence on energy imports. About 81% of the world's energy demand comes from fossil fuels, which will be a scarce source in the future, and its exploitation will lead to several environmental problems. In view of this, the exploitation of biomass as a renewable energy source is highlighted. In this context, pyrolysis presents like a technology with potential for the conversion of biomass into energy products. Thus, a study of the behavior of the yield of the products formed in the conventional pyrolysis of the green coconut shell in a fixed-bed reactor was carried out from a factorial design 32. In the first stage, the biomass was characterized by the lignocellulosic composition, of the immediate analysis, elemental analysis, X-ray fluorescence and infrared vibrational spectroscopy. In the second stage, the thermal degradation kinetics of the coconut shell were evaluated from the thermogravimetric analyzes, the kinetic models available in the literature and the conventional pyrolysis was performed in a fixed bed reactor. Finally, the identification of the compounds in the bio-oil from pyrolysis was done by gas chromatography coupled to mass spectrometry detector. The calorific value of coconut husk, of 18.01 MJ/kg, 17.3 MJ/kg and 17.93 MJ/kg, was similar using different methodologies. The coconut shell has exploration potential in the generation of thermal energy. The isoconversion kinetic models of Ozawa, Starink and K-A-S were representative for the process. The activation energy found for coconut shell through kinetic models was between 75.95 and 84.51 kJ/mol. The temperature and particle diameter influenced the yield of conventional pyrolysis products in a fixed bed reactor. The maximization of the yield of the bio-oil, 49.45%, was obtained in run 7 with a temperature of 773.15K and an equivalent particle diameter of 2.394 mm. The characterization of the organic fraction of the bio-oil presented the class of the phenols mainly, that can be explored in the chemical and pharmaceutical industry. Coconut shell pyrolysis is an alternative for the exploitation of this agricultural residue.
dc.description.resumoA exploração de recursos energéticos é fundamental para o desenvolvimento econômico dos países, pois a matriz energética diversificada garante fornecimento interno e mitiga a dependência de importação de energia. Cerca de 81% da demanda energética mundial é proveniente de combustíveis fósseis, os quais serão uma fonte escassa no futuro, além de sua exploração acarretar em diversos problemas ambientais. Diante disso, a exploração da biomassa como fonte renovável de energia é destacada. Nesse contexto, a pirólise apresenta-se como uma tecnologia com potencial para conversão de biomassa em produtos energéticos. Assim, propôs-se neste trabalho um estudo do comportamento do rendimento dos produtos formados na pirólise convencional da casca de coco verde em um reator de leito fixo a partir de um planejamento fatorial 32. Na primeira etapa, a biomassa foi caracterizada através da composição lignocelulósica, análise imediata, análise elementar, fluorescência de raio X e espectroscopia vibracional por infravermelho. Na segunda etapa, foram avaliados a cinética de degradação térmica da casca de coco a partir das análises termogravimétricas e modelos cinéticos disponíveis na literatura. E por fim, foi realizada a pirólise convencional em reator de leito fixo e a identificação dos compostos no bio-óleo por cromatografia gasosa acoplada a detector de espectrometria de massas. O poder calorífico da casca de coco foi estimado em 17,3-18,01 MJ/kg, evidenciando seu potencial de exploração na geração energia térmica. Os modelos cinéticos isoconversionais de Ozawa, Starink e K-A-S foram representativos para o processo. A energia de ativação encontrada para casca de coco através dos modelos cinéticos foi entre 75,95 e 84,51 kJ/mol. A temperatura e o diâmetro de partícula influenciaram no rendimento dos produtos da pirólise convencional em um reator de leito fixo. A maximização do rendimento do bio-óleo, 49,45%, foi obtido na corrida 7 com temperatura de 773,15K e diâmetro equivalente de partículas igual a 2,394 mm. A caracterização da fração orgânica do bio-óleo apresentou a classe dos fenóis majoritariamente, que podem ser explorados na indústria química e farmacêutica. A pirólise da casca de coco é uma alternativa para exploração desse resíduo agrícola.
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/8464
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Energia
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Energia
dc.rightsopen access
dc.subjectReactoreng
dc.subjectDiameter of the particleeng
dc.subjectTemperatureeng
dc.subjectResidual biomasseng
dc.subjectBiomassa residualpor
dc.subjectReatorpor
dc.subjectDiâmetro de partículapor
dc.subjectTemperaturapor
dc.subject.br-rjbnEnergia - Fontes alternativas
dc.subject.br-rjbnBiomassa
dc.subject.br-rjbnPirólise
dc.subject.cnpqEngenharia/Tecnologia/Gestão
dc.subject.udc620.9
dc.titleProdução de bio-óleo a partir da pirólise de casca de coco em leito fixo
dc.typemasterThesis
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