Estudos de co-firing de misturas carvão e biochar de casca de arroz
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Data
2021-02-19
Autores
Barbosa, João Pedro Vieira
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
Para o ano 2050, é previsto um aumento de 70% na demanda energética mundial. Em
consequência, isto requereria uma redução de 50% nos gases de efeito estufa (GEE),
limitando o aumento na demanda energética para 25%. A biomassa é um material sustentável
baseada em carbono que pode ser convertida em combustíveis por processos termoquímicos e
biológicos. O co-firing de biomassa é considerado uma das opções atraentes para a utilização
da biomassa na indústria de geração de energia; visto os benefícios econômicos como
ambientais. Uma das vantagens do co-firing envolve a maior volatilidade da biomassa. Isto
tem o efeito de melhorar as características de reatividade e ignição do combustível, em
comparação com o carvão puro. Atualmente, pesquisas apontam o uso de biomassa torrificada
nos processos de co-firing, uma vez que apresenta uma maior taxa de carbono fixo e baixa
fração de voláteis quando comparado a sua biomassa natural. No entanto, pouco se sabe sobre
processos de co-firing utilizando biochar, o qual pode ser produzido por pirólise da biomassa,
além disso, o uso de resíduos agroindustriais, como a casca de arroz, para produção de
biochar, levaria a um ganho ambiental muito grande. Assim, o trabalho de graduação (TG)
foca sobre o estudo de co-firing de misturas carvão / biochar derivado de casca de arroz. Os
resultados do trabalho indicam que a realização do processo de pirólise utilizando casca de
arroz, apresentou melhoras significativas em suas propriedades térmicas como combustível,
apresentando um aumento de PCS de aproximadamente 20%. Os índices de combustão das
misturas carvão / biochar (índice de queima e sinergismo) indicaram que teores de biochar
entre 25% e 50% poderiam ser utilizadas nas misturas, sem prejudicar a eficiência de
combustão. Pode se concluir que o uso de biochar de casca de arroz pode aumentar a
participação de fontes renováveis dentro das usinas termoelétricas
According forecast, the world energy demand is expected to growth by 70% until year 2050. However, due to the global warming, the greenhouse gas (GEE) emission needs to reduce to 50%, limiting the increase of the world energy demand to 25%. Biomass is a sustainable source based in carbono, which can be converted in renewables fuels for thermochemical and biological process. Biomass co-firing is considered a attractive option to be used for energy generation, due to technoeconomic and environmental benefits. One of the advantages of cofiring involves the greater biomass volatility, which improves the reactivity of blends with coal. Actually, some studies appointed the use of torrified biomass in co-firing process, due to its benefits; for exemple, high carbono fixed and low volatile material from torrefied biomass, when compared with natural biomass. However, scarse studies address the use of biochar in co-firing process. The biochar derived from agro-industrial waste will also provide a very large environmental gain. So, this undergraduate work (TG) focuses on the combustion study of co-firing using several coal / biochar of rice husk blends. The results from TG indicates that slow pyrolysis of rice husk increase their high heating value (HHV) about 20%. The combustion index from coal / biochar blends, show that can be used between 25 – 50% of biochar on the blends without impairing combustion efficiency. It can be concluded that using biochar from rice husk may increase the share of renewable sources into the power plants, but more studies about their ash are needed
According forecast, the world energy demand is expected to growth by 70% until year 2050. However, due to the global warming, the greenhouse gas (GEE) emission needs to reduce to 50%, limiting the increase of the world energy demand to 25%. Biomass is a sustainable source based in carbono, which can be converted in renewables fuels for thermochemical and biological process. Biomass co-firing is considered a attractive option to be used for energy generation, due to technoeconomic and environmental benefits. One of the advantages of cofiring involves the greater biomass volatility, which improves the reactivity of blends with coal. Actually, some studies appointed the use of torrified biomass in co-firing process, due to its benefits; for exemple, high carbono fixed and low volatile material from torrefied biomass, when compared with natural biomass. However, scarse studies address the use of biochar in co-firing process. The biochar derived from agro-industrial waste will also provide a very large environmental gain. So, this undergraduate work (TG) focuses on the combustion study of co-firing using several coal / biochar of rice husk blends. The results from TG indicates that slow pyrolysis of rice husk increase their high heating value (HHV) about 20%. The combustion index from coal / biochar blends, show that can be used between 25 – 50% of biochar on the blends without impairing combustion efficiency. It can be concluded that using biochar from rice husk may increase the share of renewable sources into the power plants, but more studies about their ash are needed
Descrição
Palavras-chave
Co-firing, Combustão, Casca de arroz, Misturas carvão biochar, Coal biochar blend, Combustion, Rice husk, Carvão, Biomassa