‬ Pirólise lenta catalítica in-situ do bagaço de cana-de-açúcar usando catalisadores alcalinos

Abstract

A biomassa é atualmente usada como fonte de energia renovável. O aproveitamento da biomassa através da pirólise tem o potencial de produzir biocombustíveis com alta densidade energética. A pirólise de biomassa é o processo de decomposição térmica da biomassa em meio inerte, gerando três produtos distintos, sendo: um sólido (biochar), um líquido (bio-óleo) e um gás (gás pirolítico). Existem alguns tipos de pirólise, entre eles a pirólise rápida e a pirólise lenta. A pirólise lenta é voltada para a produção de biochar, porém produz uma quantidade significativa de bio-óleo. O bio-óleo produzido pelo processo de pirólise lenta apresenta uma série de desvantagens tais como, o elevado teor de água, a acidez e a composição química muito variável, fatores que dificultam o seu uso e sua comercialização como um biocombustível, tornando-o um resíduo neste processo. Assim, foi proposto o uso de catalisadores durante a pirólise como uma tentativa de resolver ou minimizar estes problemas. Existem duas configurações possíveis no processo de pirólise catalítica, a configuração Ex-Situ, a qual o catalisador não tem contato direto com a biomassa e a In-situ, que consiste na mistura direta da biomassa com o catalisador, situação que deixa o processo mais simples. A literatura recente apresenta diversos trabalhos sobre pirólise catalítica, porém há pouca referência quanto ao uso de catalisadores alcalinos na pirólise lenta. No contexto brasileiro, a aplicação da pirólise catalítica do bagaço de cana-de-açúcar mostra-se relevante, devido à grande produção de etanol oriunda da cana-de-açúcar e à possibilidade de se produzir biocombustíveis além de se valorizar o bio-óleo produzido por pirólise lenta que normalmente é descartado como resíduo. Dessa forma, este projeto de mestrado propõe um estudo da pirólise lenta catalítica do bagaço de cana-de-açúcar usando catalisadores alcalinos, visando a melhora da qualidade do bio-óleo, assim como, dos outros produtos derivados da pirólise.

Biomass is currently used as a renewable energy source. The use of biomass through pyrolysis has the potential to produce biofuels with high energy density. Biomass pyrolysis is the process of thermal decomposition of biomass in an inert medium, generating three distinct products, namely: a solid (biochar), a liquid (bio-oil) and a gas (pyrolytic gas). There are some types of pyrolysis, including fast pyrolysis and slow pyrolysis. Slow pyrolysis is aimed at the production of biochar, but it produces a significant amount of bio-oil. Bio-oil produced by the slow pyrolysis process presents a series of disadvantages such as high water content, acidity and very variable chemical composition, factors that hinder its use and commercialization as a biofuel, making it a residue in this case. process. Thus, the use of catalysts during pyrolysis has been proposed as an attempt to solve or minimize these problems. There are two possible configurations in the catalytic pyrolysis process, the Ex-Situ configuration, in which the catalyst does not have direct contact with the biomass, and the In-situ configuration, which consists of direct mixing of the biomass with the catalyst, a situation that makes the process more simple. Recent literature presents several works on catalytic pyrolysis, but there is little reference regarding the use of alkaline catalysts in slow pyrolysis. In the Brazilian context, the application of catalytic pyrolysis of sugarcane bagasse is relevant, due to the large production of ethanol from sugarcane and the possibility of producing biofuels in addition to valuing bio-oil. produced by slow pyrolysis that is normally discarded as waste. Therefore, this master's project proposes a study of the catalytic slow pyrolysis of sugarcane bagasse using alkaline catalysts, aiming to improve the quality of bio-oil, as well as other products derived from pyrolysis.