Estudo do processo de pirólise termoquímica para produção de bio-óleo a partir do lodo de esgoto

Sousa , José Fernandes de

Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11612/1951

Authors:	Sousa , José Fernandes de
metadata.dc.contributor.advisor:	Vieira , Gláucia Eliza Gama
Title:	Estudo do processo de pirólise termoquímica para produção de bio-óleo a partir do lodo de esgoto
Keywords:	Pirólise; Bio-óleo; Lodo de esgoto; Biomassa
Issue Date:	6-Nov-2017
Publisher:	Universidade Federal do Tocantins
metadata.dc.publisher.program:	Programa de Pós-Graduação em Agroenergia - PPGA
Citation:	SOUSA, José Fernandes de. Estudo do processo de pirólise termoquímica para produção de bio-óleo a partir do lodo de esgoto. 2017.101f. Dissertação (Mestrado em Agroenergia) – Universidade Federal do Tocantins, Programa de Pós-Graduação em Agroenergia, Palmas, 2017.
metadata.dc.description.resumo:	Devido a necessidade de diminuir as emissões dos gases poluentes causadores do efeito estufa, percebe-se a necessidade de novas fontes de energia e minimizar os impactos ambientais causados pelo lodo de esgoto. Neste contexto o seguinte trabalho se direciona para avaliar a produção de bio-óleo, a partir de pirólise termoquímica do lodo de esgoto seco em leito de secagem natural em reator de leito fixo. A biomassa foi caracterizada por análise imediata e instrumental (Análise Elementar, Bomba colorimétrica C-200, Análise Termogravimétrica, pHgametro, Condutivimetro e Extrator Soxhlet). Um estudo de pirólise simulada por TGA foi realizada para avaliar a estabilidade térmica a faixa de degradação da matéria orgânica (164,75 a 535,87°C) em atmosfera inerte. No processo da pirólise termoquímica foram estudados a influência das variáveis: temperatura final (450 à 550°C), taxa de aquecimento (10 à 30 °C/min), tempo de pirólise (120 à 180 min) usando um delineamento composto central (fatorial 23) (DCC), acompanhado de uma metodologia de superfície de resposta, para determinar as condições ideais para a produção de bio-óleo. O bio-óleo obtido foi caracterizado por técnicas analíticas clássicas e instrumentais. O rendimento máximo do bio-óleo foi da ordem de 16,20% m/m obtido nas condições de temperatura de 550°C, taxa de 30 °C/min e tempo de 120 min. O menor rendimento da fração sólida foi da ordem de 53,75% m/m nas condições de temperatura 550°C, taxa 30°C/min e tempo de 180 min. O bio-óleo apresentou as seguintes características: pH (entre 7,66 e 9,68), densidade (entre 0,99 e 0,98 g/cm3), viscosidade (entre 53,37 cSt e 56,40 cSt), poder calorífico (entre 31,37 e 37,82 Mj/kg), corrosividade (1b), umidade (entre 2,84 a 6,48) e composição química média igual a CH1,54N0,07O0,12. Os resultados da análise termogravimétrica (TGA) mostraram que o bio-óleo contém uma quantidade considerável de compostos leves com ponto de ebulição < 350°C o que corresponde a 85,04% da massa do bio-óleo analisado.
Abstract:	Due to the need to reduce emissions of greenhouse gases, the need for new sources of energy and minimization of environmental impacts caused by sewage sludge is evident. In this context the following work is directed to evaluate the bio- oil production, from thermochemical pyrolysis of the dry sewage sludge in the natural drying bed in a fixed bed reactor. The biomass was characterized by immediate and instrumental analysis (Elementary Analysis, C-200 Colorimetric Pump, Thermo gravimetric Analysis, phmetro, Conductivity Meter and Soxhlet Extractor). A TGA-simulated pyrolysis study was performed to evaluate the thermal stability of the organic matter degradation range (164,75 to 535,87 °C) under inert atmosphere. In the process of thermochemical pyrolysis, the influence of the variables: final temperature (450 to 550 °C), heating rate (10 to 30 °C / min), pyrolysis time (120 to 180 min) using a central composite design factorial 23) (DCC), accompanied by a response surface methodology, to determine the ideal conditions for the production of bio-oil. The bio-oil obtained was characterized by classical and instrumental analytical techniques. The maximum yield of the bio-oil was of the order of 16.20% m / m obtained under the temperature conditions of 550 °C, rate of 30 °C / min and time of 120 min. The lowest yield of the solid fraction was of the order of 53.75% m / m under the conditions of temperature 550 °C, rate 30 °C / min and time of 180 min. The bio-oil showed the following characteristics: pH (between 7.66 and 9.68), density (between 0.99 and 0.98 g/cm3), viscosity (between 53.37 and 56.40 cSt), (between 31.37 and 37.82 Mj/kg), corrosivity (1b), humidity (between 2.84% and 6.48% m/m) and average chemical composition equal to CH1,54N0,07O0,12. The results of the thermo gravimetric analysis (TGA) showed that the bio-oil contains a considerable amount of light compounds with boiling point <350 ° C corresponding to 85.04% of the mass of the bio-oil analyzed.
URI:	http://hdl.handle.net/11612/1951
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