Recuperação de bio-óleo proveniente do resíduo do sisal em um sistema de leito fixo. - Santana, Arthur Lima Machado de (2023)
Diversos esquemas de sistemas de recuperação do bio-óleo proveniente de pirólise rápida são encontrados na literatura, sendo que a maioria deles envolvem trocadores de calor e/ou precipitadores eletrostáticos. Porém, existem bio-óleos que possuem elevada taxa de incrustação, o que torna sua coleta difícil por métodos convencionais. Este é o caso do bio-óleo do resíduo sólido do sisal que possui uma das maiores viscosidades e ponto de fluidez já estudados. O objetivo desse trabalho é avaliar um novo processo de recuperação de bio-óleo proveniente do resíduo sólido do sisal, baseado em uma série de leitos fixos, acoplados a trocadores de calor casco e tubo. O novo sistema de recuperação minimizou as incrustações a partir da redução de curvas acentuadas e de conexões, que são as principais responsáveis por este evento. Este sistema possui dois trocadores de calor, seguido de cinco vasos em série, que contém os leitos, e acompanhados a mais dois trocadores de calor. O primeiro tipo de experimento foi realizado com leitos de esferas de vidro, cuja recuperação do bio-óleo incrustado no leito foi realizada a partir do escoamento do fluido previamente aquecido; já o segundo tipo de experimento foi conduzido em leitos de água, cujo bio-óleo acumulado foi conduzido para o exterior da planta juntamente com o líquido. Foram realizados uma série de operações em uma planta piloto de pirólise rápida baseadas em planejamentos fatoriais compostos centrais, buscando verificar a eficiência dos sistemas em diferentes temperaturas e vazões de biomassa. Além disso, foram realizadas análises de espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), cromatografia gasosa acoplado ao detector por espectrometria de massas (CG/MS) e ressonância magnética nuclear (RMN) nas amostras de bio-óleo de resíduo de sisal e água obtidos, a fim de estudar a capacidade de separação química de cada um dos sistemas. Os resultados desse trabalho mostraram que o método de recuperação baseado em leitos fixos de esferas de vidro obteve o melhor rendimento de bio-óleo (15,08% a 550 oC e 1,556 kg/h), sem apresentar quaisquer tipos de instabilidades operacionais devido às incrustações no sistema. Por outro lado, não houve diferenças químicas significativas na composição das amostras de bio-óleo entre os leitos. Já com o leito d’água, o rendimento foi baixo (6,8%) e, apesar de recuperar espécies hidrofílicas na fase aquosa, gerou uma quantidade significativa de efluentes líquidos. O método de recuperação através de leitos de esferas se mostrou promissor, principalmente no que tange a eficiência, redução drásticas de incrustações e ausência de efluentes líquidos, se comparado com o sistema de coluna d’água.