Coleta, análise e degradação catalítica do alcatrão produzido na gaseificação de caroço de açaí e casca de arroz

• Ano de defesa: 2012
• Autor(a) principal: Tatiana Helena de Sá Benedito
• Orientador(a): Turibio Gomes Soares Neto
• Banca de defesa: Fernando de Souza Costa, João Andrade de Carvalho Junior
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Combustão e Propulsão
• País: BR
• Resumo em Inglês: In this work, a study was made of gasification of açai lump and rice husk, whose main interest is the collection, analysis and catalytic degradation of tar produced. The high average calorific values of rice husk (12.044 MJ / kg) and açaí lump (18.141 MJ / kg), were obtained and showed that these biomasses have significant potential for use in gasificafiers. In the operational context, the gasification process was conducted in a pilot gasifier, countercurrent model. The gasification regime was confirmed in this reactor through analysis that have determined the production of carbon monoxide (CO). In addition, tar was quantified and rated, being 19.3\% and 12.92\% of the mass of gas generated from the gasification of açai lump and rice husk, respectively. Tar collection was performed with the aid of an isokinetic collection system of air pollutants, ISOTEC TE-751 model. The material condensed during operation with açai lump was used as pilot for the study of tar catalytic degradation. Thermogravimetry was applied regarding weight loss versus temperature, and it was found that the last stage of tar decomposition occurs at 562 $°C$. Besides establish a methodology for collecting and analyzing the tar, the catalytic degradation of this byproduct of the synthesis gas was studied. Catalysts CeO$_{2}$, CuO, NiO were tested, among others commercial oxides who have not obtained satisfactory results. Then, dolomite, which is a widely used catalyst in the process of degradation of tar, was used pure and modified with these oxides. The catalyst that presented greater catalytic activity in this decomposition was modified dolomite with Fe$_{2}$O$_{3}$ and CeO$_{2}$, which showed a reduction of 47 $°C$ in relation to the tar degradation without catalyst.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2012/10.05.14.45

Neste trabalho, foi realizado um estudo da gaseificação do caroço de açaí e da casca de arroz, tendo como interesse principal a coleta, análise e degradação catalítica do alcatrão produzido. Os poderes caloríficos superiores (PCS) médios da casca de arroz (12,044 MJ/kg) e do caroço de açaí (18,141 MJ/kg), foram determinados e indicaram que essas biomassas apresentam potencial para uso em gaseificadores. No âmbito operacional, o processo de gaseificação foi efetuado em um gaseificador piloto, modelo contracorrente. Foi confirmado o regime de gaseificação neste reator por meio de análises que determinaram a produção de monóxido de carbono (CO). Foi quantificado o teor de alcatrão, 19,3 \% e 12,92 \% da massa de gás gerada a partir da gaseificação de caroço de açaí e casca de arroz, respectivamente. A coleta de alcatrão foi realizada com o auxílio de um sistema de coleta isocinética de poluentes atmosféricos, modelo ISOTEC TE-751. O material condensado durante a operação com caroço de açaí foi usado como piloto para o estudo da degradação catalítica do alcatrão. O mesmo foi analisado por termogravimetria, quanto à perda de massa em função da temperatura, e constatou-se que a última etapa de decomposição do alcatrão ocorre a 562 $°C$. Neste trabalho, além de se estabelecer uma metodologia de coleta e análise do alcatrão, foi estudada a degradação catalítica deste subproduto do gás de síntese. Como catalisadores, foram testados os CeO$_{2}$, Cuo, NiO, dentre outros óxidos comerciais que não obtiveram um resultado satisfatório. Em seguida, um catalisador bastante utilizado no processo de degradação do alcatrão, a dolomita, foi utilizada pura e modificada com estes óxidos. O catalisador que apresentou maior atividade catalítica nesta decomposição foi a dolomita modificada com Fe$_{2}$O$_{3}$ e CeO$_{2}$, pois apresentou uma redução de 47 $°C$ em relação à degradação do alcatrão sem catalisador.