Fundamentos da combustão da celulignina e suas aplicações como combustivel de caldeiras, turbinas e MHD
AUTOR(ES)
Christian Alexandre Vieira
DATA DE PUBLICAÇÃO
2000
RESUMO
Este trabalho está subdividido em sete capítulos e duas etapas de pesquisa. Na introdução é feito um levantamento do histórico da matriz energética brasileira e da situação desta em relação à situação global. É apresentada, também, uma visão geral das formas convencionais de obtenção de energia, baseadas no petróleo, carvão e gás natural, e dos esforços recentes da pesquisa para obtenção de combustíveis alternativos a partir da biomassa; neste contexto, é feita uma apresentção sumária do Programa BEM (Biomassa-Energia-Materiais) que tem, como um de seus subprodutos, o Combustível Celulignina Catalítica, combustível sólido, objeto de estudo desta tese. Numa primeira etapa, compreendida pelos capítulos 2 e 3, são desenvolvidos os trabalhos de pesquisa básica visando a caracterização da celulignina como combustível: para isto, é feito um estudo da teoria envolvida no processo de combustão de partículas sólidas porosas através dos trabalhos de Essenhigh, que tiveram sua origem baseada em um trabalho de Thiele (1939) sobre atividade catalítica de grãos de catalisadores porosos. Para a obtenção dos resutados experimentais, procedeu-se com a queima de partículas isoladas de celulignina, auxiliada por feixe laser, sobre placa plana de vidro; no processo, mediu-se o tempo de queima e a intensidade de radiação integrada emitida em função do tempo, para posteriormente se levantarem as curvas de tempo de queima e potência específica média em função do diâmetro característico inicial da partícula; esta última curva é análoga ao fator de efetividade de Thiele e define um diâmetro ótimo de partícula na faixa de 100mm. Na segunda etapa dos trabalhos, estudam-se as aplicações da celulignina como combustível de caldeiras, turbinas tipo gás e Magnetohidrodinâmica (MHD). Para aplicação em caldeiras, simula-se a combustão da celulignina e de óleo combustível através do cálculo de equilíbrio químico: a comparação dos resultados mostra que o usoda celulignina é vantajoso neste caso. Para aplicação em turbinas tipo gás, foi projetada, construída e testada uma bancada de testes de combustão, além de se proceder com novas simulações da combustão aplicadas a este caso; os resultados experimentais desta etapa foram corroborados com os da etapa de pesquisa básica e se mostraram promissores do ponto de vista de aplicação tecnológica. Para aplicação em MHD, foram feitas simulações da combustão da celulignina aditivada com 1% de K2CO3 visando determinar concentração de íons no plasma gerado
ASSUNTO(S)
energia termeletrica combustiveis solidos materiais porosos lasers
