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Tipo: Dissertação
Título: REVALORIZAÇÃO ENERGÉTICA DE RESÍDUOS DE JERIVÁ E O USO DA LIGNINA KRAFT COMO AGLOMERANTE
Autor(es): Van Els, Pedro Paulo Dunice
Primeiro Orientador: Oliveira, Tiago José Pires de
Primeiro Coorientador: Castro, Carlos Henrique de Souza
Primeiro Membro da Banca: Barbosa Júnior, João Areis Ferreira
Segundo Membro da Banca: Lisboa, Fábio Cordeiro de
Terceiro Membro da Banca: Mendes, Rafael Farinassi
Quarto Membro da Banca: Oliveira, Tiago José Pires de
Resumo: O presente trabalho explora o processo de revalorização energética de resíduos de jerivá e o uso da lignina kraft como aglomerante. A rota escolhida foi a briquetagem dos resíduos com diferentes proporções de lignina kraft, seguida por pirólise lenta em diferentes temperaturas. O trabalho é dividido em dois artigos com os temas briquetagem e pirólise. No primeiro artigo, foi feita a caracterização do jerivá e da lignina kraft por meio da análise imediata, análise elementar e Poder Calorífico Superior (PCS). Em seguida, foram produzidos briquetes de jerivá a 15 MPa, mantida temperatura de 140°C, e também briquetes de jerivá, prensados a 120 oC, com diferentes proporções de lignina kraft (10 e 20%), utilizada como aglomerante. Foram avaliadas as propriedades físicas dos briquetes com os ensaios de densidade volumétrica e estabilidade dimensional assim como as propriedades mecânicas com ensaios de resistência à compressão diametral e friabilidade. Observou-se que, indiferentemente da proporção de lignina kraft, todos os tratamentos apresentaram estabilidade dimensional adequada. A briquetagem aumentou em ao menos 2,1 vezes a densidade em comparação com a densidade a granel. A adição de 20% de lignina kraft aumentou em 5,2 vezes a resistência à compressão e diminuiu em 7,7 vezes a friabilidade em comparação com os briquetes sem lignina kraft. No segundo artigo, foi feita a pirólise lenta dos briquetes em reator de leito fixo, utilizando as temperaturas finais de 400, 450 e 500 °C, com taxa de aquecimento de 1,67 ºC.min-1. Determinou-se o rendimento gravimétrico do carvão, do bio-óleo e do gás de síntese em cada tratamento. O carvão produzido foi submetido à análise imediata e assim foi estimado o PCS. O bio-óleo foi submetido à cromatografia gasosa e à espectrometria de massa para a identificação dos compostos. O rendimento gravimétrico médio de carvão foi de 34,5% sem a adição de lignina e aumentou para 35.9%, 37,6% com a adição de 10 e 20% de lignina kraft, respectivamente. O PCS médio obtido do carvão foi 31,73 MJ.kg-1 , que é 1,6 vezes maior que o do resíduo de jerivá. Na cromatografia do bio-óleo, destacou-se a presença de compostos fenólicos, que estão em maior quantidade nos tratamentos em que houve adição de lignina. Em conclusão, a adição de lignina kraft melhorou as características energéticas físicas e mecânicas dos briquetes, e a pirólise dos briquetes rendeu carvão de potencial energético e bio-óleo de uso potencial na indústria química.
Abstract: This paper explores the Queen Palm residues energetic revalorization. The chosen pathway was briquetting with different kraft lignin proportions followed by slow pyrolysis under different temperatures. This document is segmented in two pappers: Briquetting and Slow pyrolysis. In the first paper the queen palm and kraft lignin characterization was initially performed through immediate, elemental and High Heating Values analysis. Next the briquettes were crafted under 15 MPa and temperature held at 140°C and also briquettes crafted at 120 oC with different kraft lignin concentration (0, 10 and 20%) used as biding agent. The briquette physical properties were accessed using density and dimensional stability test, as well as the mechanical properties using resistance to diametric compression test and friability test. It was noted that regardless of the kraft lignin concentration all treatments had proper dimensional stability. The briquetting increased the density at least 2,1 times, compared to the bulk density. The 20% kraft lignin addition increased the compressive resistance by 5,2 times and decreased the friability by 7,7 times. In the second paper the briquettes slow pyrolysis was performed using three different final temperatures viz: 400, 450 and 500 °C using 1,67 ºC.min-1 heating hate. The char coal, biooil and syngas gravimetric yield were accessed in each treatment. The char coal was submitted to immediate analysis and therefore the HHV estimated. The biooil was submitted to gas-chromatographic/mass spectrometry analysis in order to identify its major components. The average gravimetric yield went from 34,5% when no kraft lignin added to 35,9% and 37,6% with the 10% and 20% of kraft lignin addition respectively. The char coal average HHV was 31.73MJ.kg-1 which is 1,6 higher than that of the queen palm residues. The chromatographic analysis highlighted the presence of phenols, metil-phenols and metoxy-phenols in higher quantity in the treatments with the kraft lignin addition. In conclusion the lignin addition improved the briquettes energetic, physical and mechanical properties, the briquette pyrolysis bore a char coal with energetic potential and a biooil with potential uses in the chemical industry.
Palavras-chave: Briquete. Bio-óleo. Pirólise. Cromatografia.
Área do CNPq: ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA::BALANCOS GLOBAIS DE MATERIA E ENERGIA
ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA::CARVAO
ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA::TRATAMENTOS E APROVEITAMENTO DE REJEITOS
Idioma: por
Pais: Brasil
Editor: Instituto Federal Goiano
Sigla da Instituição: IF Goiano
Campus: Campus Rio Verde
Programa/Curso: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Aplicada e Sustentabilidade
Citação: VAN ELS, Pedro Paulo Dunice. REVALORIZAÇÃO ENERGÉTICA DE RESÍDUOS DE JERIVÁ E O USO DA LIGNINA KRAFT COMO AGLOMERANTE. Orientador: Tiago José Pires de Oliveira. Coorientador Carlos Henrique de Souza Castro. . Instituto Federal Goiano – Campus Rio Verde – GO, Setembro de 2020.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ifgoiano.edu.br/handle/prefix/1426
Data do documento: 14-Set-2020
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia Aplicada e Sustentabilidade

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