Otimização de sistema integrado de produção de biocombustíveis e adsorventes sólidos de CO2 por co-peletização de hidrocarvões de resíduos sólidos orgânicos urbanos assistida por irradiação de micro-ondas - Moreira, Bruno Rafael de Almeida (2021)
A geração de resíduos sólidos urbanos (RSU) é progressiva. Dispô-los em aterros ou, simplesmente, descartá-los ao meio ambiente é insustentável. Convertê-los, termoquimicamente, em biocombustíveis e, ou, adsorventes sólidos de CO2 foi, portanto, o objetivo de pesquisa. À co-peletização, hidrocarbonizaram-se restos alimentares de domicílios, descartes hortifrutigranjeiros de supermercados e lodo por 1,00; 1,50 and 2,00 h, irradiando-os, ou não, posteriormente, por 0,05 ou 1,00 min, com, ou sem, adição de grafite, esterco bovino ou borra de café a 1,00 e 2,00 %. À classificação de produtos, por sistema inferencial neuro-fuzzy adaptativo e fuzzy C-means, avaliaram-se: comprimento, diâmetro, densidade aparente, poder calorífico superior, durabilidade, resistência à abrasão e carga hidráulica; área superficial, volume e dimensão fractal de microporos e capacidade de captura. Complementarmente, aproximaram-se dados termogravimétricos de cinética e termodinâmica de adsorção-sorção de pseudomodelos de primeira e segunda ordens, isotermas de Langmuir, Freundlich e Temkin, energia livre de Gibbs (ΔG°) e entalpia (ΔH°). Hidrocarvão de restos alimentares, com borra a 2,00%, sem irradiação, condicionou péletes à maior produção de energia por unidade de massa, 24,05 MJ kg-1, aproximadamente. Péletes de hidrocarvão de lodo, sem procedimentos intermediários, eram tão duráveis e calóricos quanto os de hidrocarvão de descartes hortifrutigranjeiros, porém, menos higroscópicos. Portanto, desde que o intervalo de tempo de hidrocarbonização fosse 2,00 h, aditivação e irradiação eram, absolutamente, dispensáveis à termoconversão de lodo. Pelas isotermas de Langmuir, Freundlich e Temkin, aplicação, ou não, de grafite a 2,00 % maximizaria adsorção (0,89585–0,92740 mmol g-1) de produtos de hidrocarbonização de 1,50 a 2,00 h de descartes hortifrutigranjeiros e lodo, com, ou sem, irradiação de 1,00 min, intensificando-a, expressivamente, sem, sequer, requerer significante quantidade de energia à sorção: 10,25–10,65 J mol-1. Independente de rota de conversão termoquímica e aditivo, valores de ΔG° e ΔH° eram negativos. Se energia de Gibbs e entalpia são negativos, então, adsorção é espontânea e exotérmica. As perspectivas de projeto são relevantes ao desenvolvimento e implementação de estratégias de valorização sustentável de RSU, convertendo-os, em péletes para unidades de produção de bioenergia e bioestruturas microporosas para sistemas de captura e estoque de gases pós-combustão