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Tipo: Dissertação
Título: Estudo do processo de decomposição térmica do glicerol
Título em inglês: Study of the thermal decomposition process of glycerol
Autor(es): Leitão, João Igor da Rocha
Orientador: Barcellos, William Magalhães
Palavras-chave: Engenharia mecânica;Glicerol;Gás - Produção;Biodiesel;Gaseificação;Porous bed;Gasification;Synthesis gas
Data do documento: 2014
Citação: LEITÃO, J. I. R. Estudo do processo de decomposição térmica do glicerol. 2014. 71 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014.
Resumo: A produção de biodiesel tem crescido para atender as demandas dos sistemas de transportes e geração de energia, sendo cada dia maior. Em geral, nesse processo de produção, o glicerol é o principal resíduo gerado, resultante da reação de transesterificação dos óleos vegetais ou gorduras animais utilizadas. Neste trabalho, é proposta uma alternativa de gaseificação para realização da decomposição térmica do glicerol, visando a produção de gás de síntese (CO + H2) e de outras substâncias que possuam maior valor agregado, a partir da tecnologia de combustão em leito poroso, o qual é constituído de esferas de alumina (Al2O3) para agir como um meio recirculador de calor, impedindo a liberação da energia pela exaustão de gases. O leito poroso responde bem à decomposição térmica do glicerol por conseguir manter a temperatura elevada e uniforme em todo o corpo do reator, evitando assim a geração de produtos tóxicos, a exemplo da acroleína (C3H4O), que se forma em temperaturas por volta de 280°C. O meio formado pelas partículas de alumina cria um ambiente no qual os mecanismos de troca de calor por condução e convecção são otimizados devido à presença do leito poroso, o qual impede a formação de zonas frias, que eventualmente podem levar à formação desses elementos tóxicos. O foco dessa pesquisa é a investigação do mecanismo de decomposição térmica do glicerol na produção de gás de síntese e outras substâncias de interesse econômico. Para a realização deste trabalho, foram utilizados o software AspenTech® e um reator de decomposição térmica, construído com características próprias de modo a realizar a gaseificação de biomassa. Este aparato experimental consiste de um reator de gaseificação com múltiplos estágios de aquecimento, apoiado por uma modelagem simplificada, realizada para cada nível de temperatura ao longo do corpo do reator.
Abstract: Biodiesel production has grown to supply demands from the transport and power generation systems increasing steadily. In general, in this production process, the glycerol is the main waste, resulting from the transesterification of vegetable oils or animal fats utilized. In this paper, a gasification alternative for thermal decomposition of glycerol is proposed, aiming the production of synthesis gas (CO + H2) and other substances that have higher added value, based on the porous bed combustion technology, which is constituted of alumina spheres (Al2O3) in order to act as a heat recirculating medium, preventing the energy release by gas exhaustion. The porous bed responds well to thermal decomposition of glycerol to achieve maintaining high and uniform temperature throughout the body of the reactor, avoiding the production of toxic products, such as acrolein (C3H4O), which is formed at temperatures around 280 °C. The medium formed by alumina particles creates an environment in which the mechanisms of heat transfer by conduction and convection are optimized due to the presence of the porous bed, which prevents the formation of cold zones that can eventually lead to the formation of these toxic elements. The focus of this research is the investigation of the mechanism of thermal decomposition of glycerol in the production of syngas and other substances of economic interest. For this work, the AspenTech software was utilized as well as a thermal decomposition reactor, built with characteristics proper to perform the gasification of biomass. This experimental apparatus consists of a gasification reactor with multiple heating stages, supported by a simplified modeling, performed for each temperature level throughout the body of the reactor.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/28565
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