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Título: Determinação da composição dos gases combustíveis resultantes do processo de gaseificação de biomassa em reator de leito fluidizado circulante utilizando a teoria de minimização da energia livre de Gibbs
Título(s) alternativo(s): Determination of composition of fuel gas resulting from the biomass gasification process in circulating fluidized bed reactor using the Gibbs free energy minimization’s theory
Autor(es): Barata, Diego Kretti Drummond
Orientador(es): Behainne, Jhon Jairo Ramirez
Palavras-chave: Biocombustíveis
Gás como combustível
Equilíbrio químico
Fluidização
Biomass energy
Gas as fuel
Chemical equilibrium
Fluidization
Data do documento: 21-Nov-2014
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Ponta Grossa
Referência: BARATA, Diego Kretti Drummond. Determinação da composição dos gases combustíveis resultantes do processo de gaseificação de biomassa em reator de leito fluidizado circulante utilizando a teoria de minimização da energia livre de Gibbs. 2014. 86 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2014.
Resumo: Este trabalho desenvolve uma rotina computacional capaz de prever a composição do gás energético resultante de um processo de gaseificação de biomassa em um gaseificador de leito fluidizado circulante através da implementação de equações que descrevem fenômenos físicos e químicos pela minimização da energia livre de Gibbs. Ferramentas matemáticas são implementadas para a geração de perfis de variação da porcentagem volumétrica no equilíbrio para os compostos metano, hidrogênio e monóxido de carbono. Esta modelagem determina o efeito das variáveis inerentes ao processo como razão de equivalência, temperatura do sistema, adição de vapor como agente gaseificante, umidade de combustível e poder calorífico superior na composição do gás resultante quando a composição do combustível empregado é informada após ser obtida através de análises químicas. Os parâmetros de simulação variam entre 0,2 e 0,54 para a razão de equivalência, 1073 e 1273 K para a temperatura e de 0 a 0,2 o teor de vapor adicionado como agente gaseificante. O comportamento dos componentes de interesse no gás resultante em relação às variáveis analisadas ocorreu como o esperado quando comparado a dados obtidos em trabalhos prévios, indicando que o modelo de equilíbrio modificado empregado pode ser útil para a obtenção de pontos ótimos de operação no projeto de gaseificadores.
Abstract: This work develops a computational routine able to predict the composition of the gas obtained from a biomass gasification process in a circulating fluidized bed gasifier through the implementation of equations that describe the physical and chemical phenomena by using the Gibbs free energy minimization approach. Mathematical tools are implemented to generate the profiles of the variation in the volumetric percentage for methane, hydrogen and carbon monoxide compounds. This model determines the effect of the variables of the process, such as equivalence ratio, system temperature, addition of steam as a gasifying agent, fuel moisture and higher heating value in the composition of the resultant gas when the composition of the fuel used is obtained by chemical analyzes. The simulation parameters ranging between 0,2 and 0,54 for equivalence ratio, 1073 to 1273 K for the temperature and from 0 to 0,2 for the content of steam added as a gasifying agent. The behavior of this components in the resultant gas was as expected when compared to data from previous studies, showing that the modified equilibrium model employed can be useful for obtaining optimal operating points in the design of gasifiers.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/7438
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