Dimensionamento de um Reator de Pirólise de Leito Fluidizado Borbulhante para Produção de Bio Óleo

• Main Author: Gonçalves, Rui Pedro Santos
• Publication Date: 2017
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
• Download full: http://hdl.handle.net/10400.22/12767
• topic: Pirólise; Bio-óleo; Reator de leito fluidizado borbulhante; Biomassa; Pyrolysis; Bio-oil; Bubbling bed reactor; Biomass

O intuito deste trabalho consistiu no dimensionamento de um reator de pirólise de leito fluidizado borbulhante cujo principal objetivo é a produção de bio-óleo. Para tal, foi necessário escolher o tipo de biomassa adequada, o reator adequado e estudar as condições de operação que maximizam a produção desejada. A biomassa selecionada foi o Miscanthus sinensis, um tipo de biomassa com bastante capacidade de utilização e já com algum trabalho experimental realizado. O reator escolhido foi o de leito fluidizado borbulhante, devido ao facto de obter um maior rendimento para o componente desejado (bio-óleo), ter uma configuração simples e o seu scale up ser possível. As condições operatórias escolhidas basearam-se em trabalho experimental publicado na literatura. O caudal mássico de biomassa a usar foi de 100 g/min. A temperatura de operação do reator será de 500ºC, o meio fluidizante foi azoto com uma velocidade superficial de 0,3 m/s, o sólido inerte selecionado foi areia. O rendimento obtido através do conhecimento da composição elementar da biomassa e utilizando o método proposto por Neves para a previsão de componentes voláteis para o bio-óleo foi de 58,4%, um valor típico para este processo. Os gases não condensáveis apresentaram um rendimento de 23,6% e o carbonizado tem um rendimento de 19,4% (em base seca). Para que este processo ocorra é necessária uma potência térmica total de 4,26 kW. O reator funciona nas condições desejadas, ou seja, ocorre fluidização e borbulhamento e não ocorre o fenómeno de slugging. Este tem 0,25m de diâmetro e 0,55m de altura. Por outro lado, nenhum tipo de partículas é arrastado para fora do reator antes da reação e o carbonizado consegue ser separado totalmente apenas com o ciclone dimensionado. Existe ainda um condensador de tubos concêntricos com uma área de transferência de calor de 0,278 m2 .