Estudo do comportamento térmico e das emissões de biomassas em atmosferas típicas de combustão convencional e oxi-combustão

• Processo: 12/00639-9
• Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular
• Vigência: 01 de agosto de 2012 - 31 de janeiro de 2015
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Tecnologia Química
• Pesquisador responsável: Paula Cristina Garcia Manoel Crnkovic
• Beneficiário: Paula Cristina Garcia Manoel Crnkovic
• Instituição-sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Pesq. associados: Araí Augusta Bernárdez Pécora ; Clovis Augusto Ribeiro ; Fernando Eduardo Milioli ; Ivonete Ávila ; Marisa Spirandeli Crespi
• Assunto(s): Bioenergia Biocombustíveis Emissão de gases Dióxido de carbono Poluentes do ar Análise térmica Biomassa Cinética química

Resumo

Este projeto está inserido no programa de pesquisa em bioenergia na área térmica e tem como meta estudos que contribuirão para o uso de biocombustíveis em tecnologias de geração de energia visando o controle ambiental. Neste contexto, a oxi-combustão é uma tecnologia promissora para reduzir as emissões de gás carbônico (CO2) e faz parte do conjunto de tecnologias conhecidas como captura e armazenamento de carbono, do inglês "carbon capture and storage - CCS". Neste processo, o combustível é queimado em uma atmosfera rica em oxigênio e a recirculação dos gases efluentes permite que se obtenha uma alta concentração de CO2 pronto para ser seqüestrado. A aplicação desta técnica tanto em co-processamento quanto em utilizando-se a biomassa pura para a produção de energia é um processo atraente sob o ponto de vista ambiental, é uma área relativamente nova e muitos aspectos técnicos precisam ainda ser esclarecidos. Conhecimentos fundamentais, tais como comportamento térmico e cinética da combustão da biomassa e suas misturas com outros combustíveis, são inerentes ao desenvolvimento de processos tecnológicos eficientes. As biomassas que serão utilizadas são rejeitos agrícolas e que se apresentam como potenciais fontes energéticas, destacando-se o bagaço e palha de cana-de-açúcar, casca de pinus e casca de amendoim. Este projeto visa realizar estudos empíricos de combustão destes materiais em atmosferas típicas do processo da oxi-combustão (CO2+O2) e atmosfera convencional de combustão (N2+O2). Os experimentos serão feitos em forno tubular para se avaliarem as emissões de CO, CO2. NOx e SO2. Será utilizada também a termogravimetria e o modelo "Model Free Kinetics" para se determinarem parâmetros cinéticos da combustão nas diferentes condições atmosféricas. Em adição, serão feitas as caracterizações físico-químicas dos materiais, tais como porosimetria de nitrogênio e mercúrio, análise elementar, análise morfológica, poder calorífico e análise imediata. Esta pesquisa possui caráter inovador sob dois aspectos: pelo entendimento sobre emissões poluente provenientes de queima de biomassas e suas misturas em atmosferas típicas de combustão convencional e oxi-combustão e ainda pela associação das informações sobre as características físico-químicas das biomassas e seus comportamentos térmicos incluindo o estudo cinético da combustão. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

TORQUATO, LILIAN D. M.; CRNKOVIC, PAULA M.; RIBEIRO, CLOVIS A.; CRESPI, MARISA S. New approach for proximate analysis by thermogravimetry using CO2 atmosphere. JOURNAL OF THERMAL ANALYSIS AND CALORIMETRY, v. 128, n. 1, p. 1-14, APR 2017. Citações Web of Science: 10.

CRUZ, GLAUBER; CRNKOVIC, PAULA MANOEL. Investigation into the kinetic behavior of biomass combustion under N-2/O-2 and CO2/O-2 atmospheres. JOURNAL OF THERMAL ANALYSIS AND CALORIMETRY, v. 123, n. 2, p. 1003-1011, FEB 2016. Citações Web of Science: 14.

PECORA, ARAI A. B.; AVILA, IVONETE; LIRA, CLAUDIO S.; CRUZ, GLAUBER; CRNKOVIC, PAULA M. Prediction of the combustion process in fluidized bed based on physical-chemical properties of biomass particles and their hydrodynamic behaviors. Fuel Processing Technology, v. 124, p. 188-197, AUG 2014. Citações Web of Science: 13.