Modelação do processo de gasificação da biomassa

Data
2014
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Resumo
O presente trabalho foca-se na necessidade de compreender qual a influência do teor de humidade e da temperatura de gasificação, no processo de gasificação de diferentes tipos de biomassa, com o intuito de perceber qual o tipo de biomassa que produzirá a melhor composição de gás de síntese. Este trabalho incidiu na criação e desenvolvimento de um modelo matemático que permitisse a determinação da composição do gás de síntese para diferentes tipos de biomassa, quando sujeito ao processo de gasificação. O desenvolvimento do modelo matemático foi realizado no sentido de, ao introduzirmos uma composição de um determinado tipo de biomassa, uma determinada temperatura de gasificação e/ou um determinado teor de humidade, poder obter-se a composição do gás de síntese, obtendo assim, as percentagens de hidrogénio, monóxido de carbono, dióxido de carbono, nitrogénio e metano. Foi necessário ainda proceder à validação do modelo, comparando os valores obtidos com os valores existentes na bibliografia. Após a validação, e com o intuito de saber qual a influência que o teor de humidade e a temperatura de gasificação têm sobre a composição do gás de síntese, variámos ambas as variáveis, para quatro tipos de biomassa diferentes, pedaços de madeira, cascas de arroz, papel e resíduos sólidos urbanos. Após a validação do modelo, pode-se observar que as percentagens de metano, que é a espécie essencial para obtermos um gás de síntese de qualidade, aumentam com o aumento do teor de humidade e diminuem com o aumento da temperatura de gasificação. Sendo que o melhor teor de humidade será cerca de 40% e a melhor temperatura de gasificação 873,15K (600ºC), para se obter um gás com elevadas percentagens de metano.
The present study focuses on the need to understand the influence of moisture and temperature in the gasification process of biomass of different kinds, in order to realize the type of biomass that will produce the best final gas composition. This work focused on the creation and development of a mathematical model that allows the determination of the product gas composition for different types of biomass, when subjected to the gasification process. The development of the mathematical model was performed in order to, introducing a composition of a particular type of biomass, gasification of a predetermined temperature and / or a certain moisture content, can obtain the composition of the synthesis gas, thus obtaining the percentages of hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, methane and nitrogen dioxide. It was also necessary for validating the model by comparing the values obtained with the existing values in the literature. After validation, and in order to know what influence the moisture content and temperature gasification have on the composition of the synthesis gas, varies both variables for four different types of biomass, wood chips, rice husks paper and municipal solid waste. After validation of the model, it can be seen that the percentages of methane, which is the essential species to yield a synthesis gas quality increased with increasing moisture content and decrease with increasing temperature gasification. Since the best percentage of moisture content is about 40% and the best temperature gasification 873.15 K (600 ° C) to obtain a gas with high percentages of methane.
Descrição
Dissertação de Mestrado em Engenharia Mecânica
Palavras-chave
Biomassa , Gasificação , Modelação
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