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Type: TESE
Title: Análise termodinâmica da transformação de biomassa em combustíveis utilizando técnicas de otimização global
Title Alternative: Thermodynamic analysis of biomass transformation in fuels using global optimization techniques
Author: Freitas, Antonio Carlos Daltro de, 1986-
Advisor: Guirardello, Reginaldo, 1961-
Abstract: Resumo: Há um crescente interesse por fontes alternativas de energia limpa, segura e renovável, e por tecnologias de transformação destas fontes em combustíveis. Dentre esses processos, a reação de gaseificação utilizando água supercrítica (SCWG), visando a produção de hidrogênio e a reação de síntese de Fischer-Tropsch (FT) visando a produção de combustíveis líquidos, vêm ocupando papel de destaque. Nesse contexto, essa tese teve como objetivo realizar a análise termodinâmica das reações envolvidas na transformação de biomassa em combustíveis, utilizando para isso, técnicas de otimização global. Foram aplicadas as metodologias de minimização da energia de Gibbs para sistemas com pressão e temperatura constantes e de maximização da entropia para sistemas com pressão e entalpia constantes. Os problemas foram formulados na forma de programações lineares e não lineares, e as metodologias propostas foram implementadas e resolvidas no software GAMS. Primeiramente foi realizada a análise termodinâmica da transformação de diferentes fontes renováveis de energia, tais como etanol, glicerol, glicose, celulose, lignina, bagaço de cana de açúcar e biomassa microalgal, em hidrogênio ou gás de síntese por meio da reação de SCWG. Posteriormente o uso do gás de síntese produzido, foi termodinamicamente avaliado visando a produção de combustíveis líquidos, por meio da reação de síntese de Fischer-Tropsch. Com esse trabalho, contribuímos com uma maior elucidação das condições reacionais mais favoráveis para cada um dos processos analisados, estudando ainda estratégias para se obter uma maior conversão dos reagentes e aumentar a produtividade dos compostos de interesse, além de verificar o comportamento energético dos sistemas associados

Abstract: There is a growing interest in alternative sources of clean, safe and renewable energy, and in technologies for processing these sources into fuels. Among these processes, the supercritical water gasification (SCWG) reaction, for hydrogen production, and the Fischer-Tropsch (FT) synthesis reaction, for liquid fuels production, have occupied a prominent role. In this context, this thesis performed the thermodynamic analysis of reactions involved in the transformation of biomass into fuels, using for it, global optimization techniques. Methodologies are applied to minimize Gibbs energy, in systems with constant pressure and temperature, and maximize the entropy, in systems with constant pressure and enthalpy. The problems are formulated in the form of linear and nonlinear programming, and the proposed methodologies are implemented and solved in the software GAMS. The thermodynamic analysis of the transformation of different sources such as ethanol, glycerol, glucose, cellulose, lignin, sugarcane bagasse and microalgal biomass in hydrogen or syngas, through the SCWG reaction are performed first. Later, the use of syngas produced are thermodynamically evaluated for the production of liquid fuels by the Fischer-Tropsch synthesis reaction. With this work we contribute to a further elucidation of the more favorable reaction conditions for each of the cases examined, also considering strategies to increase the conversion of reactants and the productivity of the desired products, as well as the realization of the energy characterization of the processe
Subject: Biomassa
Gaseificação
Gibbs, Energia livre de
Entropia
Fischer-Tropsch, Processo de
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2015
Appears in Collections:FEQ - Dissertação e Tese

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