Determinação da velocidade de chama adiabática e da energia de ativação global aparente de misturas provenientes da gaseificação da biomassa

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Costa, Gabriel Nagafugi de Souza
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Engenharia mecânica; Biocombustíveis
• Link de acesso: https://repositorio.udesc.br/handle/UDESC/14968

Devido à crescente demanda energética mundial, muitos pesquisadores têm buscado o desenvolvimento e a exploração de novas fontes de energia. Neste cenário, a biomassa tem se destacado, devido as suas possibilidades de utilização, associadas a baixa emissão de gases poluentes. O processo de gaseificação de biomassa vem sendo cada vez mais estudado, e apresenta-se como uma interessante forma de aplicação. Neste processo, um gás sintético formado por H2, CO, CO2e N2, pode ser obtido para produção de energia limpa. Para que a energia produzida seja utilizada de modo seguro e eficaz, parâmetros de projeto que descrevem o comportamento das misturas de gás sintético precisam ser determinados. A velocidade de chama adiabática é uma importante propriedade termoquímica, capaz de fornecer informações sobre estabilidade, difusividade e reatividade da mistura. Essa propriedade tem sido avaliada para diferentes tipos de gases, mas a variabilidade dos gases de gaseificação de biomassa abre campo para maiores investigações. Neste sentido, o objetivo deste trabalho é avaliar a influência da razão de equivalência, do preaquecimento, da diluição e da composição da mistura, sobre a velocidade de chama adiabática do gás de síntese proveniente da gaseificação da biomassa. Inicialmente, o método do queimador de chama plana foi selecionado e resultados experimentais foram obtidos. Além disso, quatro mecanismos de cinética química foram selecionados e simulações numéricas foram realizadas. Os resultados mostraram que a velocidade de chama adiabática aumentou com aumento da razão de equivalência, devido a maior quantidade de energia fornecida para a chama. O preaqueimento das misturas também provocou um aumento dos resultados, devido ao aumento das temperaturas e taxas de reaçã. Na análise de concentração de diluentes, elevadas frações de CO2e N2 proporcionaram diminuição dos resultados, devido a menor liberação de calor e ao aumento na capacidade térmica dos produtos. Na análise de variação de composições, a diminuição da concentração de H2provocou uma diminuição nos resultados de velocidade, atribuída as reduções das taxas de reação de R(3), R(2), R(10) e R(1). A concentrações de radicais livres foi reduzida e os resultados de velocidade de chama adiabática diminuíram. Ao final, os resultados de energia de ativação global aparente indicaram que a magnitude das incertezas de cada ponto experimental é um fator importante para a comparação e interpretação de resultados.