Desenvolvimento de simulação de pirólise rápida de biomassas para obtenção de bio-óleo visando produção de biocombustíveis

• Processo: 24/05208-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2024
• Situação: Interrompido
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Engenharia Térmica
• Pesquisador responsável: Ingrid Lopes Motta
• Beneficiário: Guilherme Iureschi
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/20782-8 - Investigação experimental sobre a co-pirólise de bioalgas e biomassas lignocelulósicas para obtenção de bioprodutos, BE.EP.IC
• Assunto(s): Bioenergia Biomassa Bio-óleo Pirólise Simulação
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bioenergia | Biomassa | bio-óleo | Pirólise | Simulação | Processos termoquímicos

Resumo

A pirólise rápida é um processo termoquímico bastante promissor para a descarbonização do setor de energia e redução das emissões de gases do efeito estufa. A pirólise rápida consiste na decomposição térmica de matérias carbonáceas na ausência de oxigênio a temperaturas de 400-600 °C e tempos de residência de 0,5 a 2,0 s, gerando produtos líquidos (bio-óleo), sólidos (biochar) e gases de alto poder calorífico. O bio-óleo é o principal produto e consiste em uma complexa mistura de centenas de compostos orgânicos distribuídos em fases aquosa e não-aquosa com alto poder calorífico, podendo ser utilizado para a produção de biocombustíveis como o combustível renovável de aviação (do inglês, sustainable aviation fuel, SAF). Para avaliar a viabilidade técnica e ambiental da pirólise rápida para obtenção de SAF, é necessário dispor de uma simulação rigorosa deste processo, a qual consiga representar adequadamente os fenômenos da pirólise rápida, bem como os rendimentos e a composição físico-química dos produtos. Este projeto de iniciação científica tem como objetivo o desenvolvimento de uma simulação rigorosa do processo de pirólise rápida para servir de base para futuras avaliações técnicas e ambientais. A simulação será desenvolvida no software Aspen Plus e conterá aspectos fluidodinâmicos e cinéticas de reações da pirólise rápida, sendo capaz de prever o efeito de parâmetros operacionais e composição de matérias-primas sobre os outputs de processo. Além disso, será efetuada uma análise de sensibilidade com o intuito de averiguar o efeito da copirólise de diferentes matérias-primas (por exemplo, combinações de bagaço e palha de cana, eucalipto e lignina). Este trabalho espera beneficiar a grande área de transição energética e descarbonização, contribuindo para a mitigação dos impactos ambientais.