Dissertação

{pt_PT=Biomass Gasification in a Drop Tube Furnace} {} EVALUATED

{pt=A gaseificação de biomassa é uma alternativa à utilização de recursos fósseis através da produção de gases de síntese de alta qualidade para utilização como combustível, e subprodutos sólidos. Esta tese aborda a gaseificação de biomassa num reator tubular de queda livre. Foram utilizadas partículas de palha de trigo, com dimensões entre 90 e 150 µm, tendo-se realizando um estudo da influência da temperatura do reactor tubular entre 900 e 1200 ºC na produção gasosa e na formação de fuligem. A taxa de alimentação da biomassa foi de 23 g/h, e um coeficiente de excesso de ar de 0.4. Os resultados mostram que o aumento da temperatura incrementa a produção de H2, entre ~9,5 e ~24 vol.%, CO, entre ~32 e ~34 vol.%, a razão hidrogénio/monóxido de carbono, entre 0,3 e 0,7, e a eficiência de conversão de carbono, entre ~66 e ~83%. Adicionalmente, elevadas temperaturas de funcionamento do reator tubular promovem a destruição de resíduo carbonoso, atingindo-se um valor mínimo de 133,48 mg/g biomassa seca a 1200 ºC. A formação de fuligem é máxima para uma temperatura do reator tubular de 1000 ºC com um valor de 3,79 mg/g biomassa seca. A temperatura de funcionamento do reator tubular tem pouca influência no poder calorifico do gás de síntese produzido. Finalmente, a eficiência energética do gás de síntese apresenta um máximo de ~49% para uma temperatura do reator tubular de 1100 ºC. A temperatura de funcionamento ótimo que maximiza as características energéticas é 1100 ºC., en=Biomass gasification has the potential to replace fossil fuels through the production of a high-quality syngas to be used as fuel, and solid by-products. This thesis concentrates on the biomass gasification in a drop tube furnace. Wheat straw particles ranging from 90 to 150 µm were used as feedstock, and experiments were carried out to investigate the influence of the operating temperature of the drop tube on the gasification process between 900 and 1200 ºC in the gas yield and soot formation. The biomass feeding rate was fixed at 23 g/h and air was fed to the reactor at a constant excess air ratio of 0.4. It was found that, as the drop tube temperature increased, the H2 and CO yields, hydrogen/carbon monoxide volume ratio, and the carbon conversion efficiency increased from ~9.5 to ~24 vol.%, from ~32 to ~34 vol.%, from 0.3 to 0.7 and from ~66 to ~83%. In addition, high drop tube temperatures also have an impact on char destruction reaching a minimum of 133.48 mg/g dry biomass at 1200 ºC, while soot formation reaches a maximum of 3.79 mg/g dry biomass at 1000 ºC. Moreover, temperature has little influence on the heating value of the producer gas. The cold gas efficiency has a maximum at 1000 ºC with a value of ~49%. The present results suggest that the optimal operating temperature of the drop tube for the gasification process is 1100 ºC, which maximizes the syngas heating value and the cold gas efficiency of the process.}
{pt=Biomassa, palha de trigo, reactor tubular de queda livre, fuligem, resíduo carbonoso, gás de síntese, en=Biomass gasification, wheat straw, drop tube furnace, soot, char, syngas}

Novembro 14, 2018, 14:0

Orientação

ORIENTADOR

Mário Manuel Gonçalves da Costa

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Catedrático