[pt] ESTUDO CINÉTICO DAS REAÇÕES DE CARBONIZAÇÃO HIDROTERMAL E PIRÓLISE LENTA DE RESÍDUOS DE BIOMASSAS

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: FLAVIA DE MIRANDA GONCALVES
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: MAXWELL
• Palavras-chave em Português: [pt] BIOCARVAO; [pt] MODELAGEM TERMODINAMICA; [pt] CARACTERIZACAO FISICO-QUIMICA; [pt] CASCA DE COCO; [pt] BAGACO DE CANA DE ACUCAR; [pt] BAGACO DE MALTE; [en] BIOCARBON; [en] THERMODYNAMIC MODELING; [en] PHYSICOCHEMICAL CHARACTERIZATION; [en] GREEN COCONUT SHELL; [en] SUGARCANE BAGASSE; [en] MALT BAGASSE
• Link de acesso: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=53305&idi=1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=53305&idi=2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.53305

[pt] Resíduos de biomassas são de grande interesse por serem matérias primas para a geração de energia renovável. Neste trabalho foram estudados os processos de conversão térmica de pirólise lenta e de carbonização hidrotermal, empregando os resíduos de bagaço de cana-de-açúcar, bagaço de malte e casca de coco. A cinética e a termodinâmica das reações foram determinadas experimentalmente pelo cálculo da energia de ativação, fator de frequência, energia livre de Gibbs, entalpia e entropia do complexo ativado. A pirólise foi avaliada empregando a termogravimetria em atmosfera inerte, para uma faixa de temperatura do ambiente até 1.000 graus Celsius e aplicando diferentes taxas de aquecimento. A carbonização hidrotermal procedeu em um reator tipo autoclave Parr modelo 452HC2, em diferentes temperaturas e tempos de operação. Modelos cinéticos da pirólise para métodos Model-free, denominados Kissinger, Flynn- WallOzawa (FWO) e Kissinger-Akahira-Sunose (KAS), e Model-fitting, intitulado Coats-Redfern, foram investigados. Para os modelos KAS, FWO e Coats-Redfern foram analisados 19 tipos de mecanismos reacionais e respectivos coeficientes de determinação (R2) foram determinados. O bagaço de cana-de-açúcar se ajustou ao método de Kissinger (R2 de 0,9973) e ao Coats-Redfern, entretanto os métodos FWO e KAS não se adequam a este material. Os testes com bagaço de malte e casca de coco se ajustaram a todos os métodos aplicados, apresentando valores de R2 elevados (0,9 a 0,9999). O modelo para a cinética da carbonização hidrotermal foi aplicado, onde as três biomassas apresentaram a ordem variando de 3 a 3,49, valor compatível com a literatura. Adicionalmente foram feitas caracterizações físico-químicas nos resíduos de biomassa e nos biocarvões produzidos na carbonização hidrotermal, incluindo análise elementar e imediata, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de infravermelho, densidade aparente, pH, condutividade e poder calorífico.