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Publicação
Gaseificação de Combustíveis Derivados de Resíduos e suas misturas com Lamas de Hidrocarbonetos
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Orientador(es)
Resumo(s)
A presente dissertação visou a avaliação da viabilidade da valorização energética de resíduos lenhocelulósicos industriais e das suas misturas com lamas de hidrocarbonetos, através do processo de gaseificação.
As matérias-primas foram misturadas em diferentes proporções, peletizadas e caracterizadas quanto à sua composição imediata, elementar e mineral, bem como ao seu poder calorífico. O teor de humidade das matérias-primas apresentou valores entre 10 e 72 % e teores de cinzas entre 6 e 41 %. Observando a composição elementar, os valores de carbono e do oxigénio variaram entre 48 e 51 % e 41 e 43 %, respetivamente. O poder calorífico superior das matérias-primas variou entre 13 e 18 MJ/kg. Em termos de composição mineral, os componentes maioritários foram o cálcio, o silício, o ferro e o enxofre.
O processo de gaseificação permitiu obter três produtos: gás produto, alcatrões (condensados) e carvões. O gás produto obtido apresentou como componentes maioritários o azoto, num intervalo entre 50 e 55 %, o monóxido de carbono, entre 19 e 25 %, o hidrogénio, entre 13 e 14 %, e o dióxido de carbono entre 10 e 12 %. O poder calorífico inferior do gás produto variou entre 5,7 e 6,4 MJ/kg.
Os condensados apresentaram um pH de 6 e uma concentração do teor de fenólicos entre 6,8 e 7,5 gEAG/L. Quanto à carência química de oxigénio, esta variou num intervalo entre 17,1 e 41,6 gO2/L. A fase fração orgânica dos produtos condensados foi maioritariamente composta por ácidos orgânicos, fenólicos e derivados de furano.
Os carvões resultantes do processo apresentaram valores significativos de teor de cinzas, entre 46 e 74 %, valores substancialmente mais elevados comparativamente às matérias-primas iniciais. O teor de carbono dos carvões de gaseificação situou-se entre 58 e 84 %, e o seu poder calorífico superior variou entre 0 e 11,1 MJ/kg. A composição mineral dos carvões apresentou a mesma distribuição das matérias-primas originais, sendo de destacar incrementos na concentração de potássio e cloro. Os carvões obtidos foram posteriormente testados enquanto adsorventes para o corante azul de metileno de forma a avaliar a sua valorização material. Nestes ensaios obtiveram-se eficiências de remoção de aproximadamente 70 % para ao carvões provenientes diretamente do processo de gaseificação, para uma concentração do pigmento de azul de metileno de 100 mg/L. Após limpeza dos carvões por extração Soxhlet obtiveram-se eficiências de remoção, de 46 e 62 %, o que sugere que se possam atingir valores elevados se forem aplicados tratamentos de ativação que promovem o aumento da porosidade, permitindo a valorização destes carvões como adsorventes.
Os resultados obtidos validam a incorporação de 2,5 % de lamas de hidrocarbonetos em pellets de biomassa destinados a gaseificação como uma opção mais sustentável quando comparada com a sua deposição em aterro ou co-incineração, pois permite a obtenção de produtos gasosos e sólidos adequados à valorização energética e material.
Descrição
Palavras-chave
Lamas de hidrocarbonetos pellets gaseificação gás-produto alcatrões carvões