Banca de DEFESA: GISLANE PINHO DE OLIVEIRA

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : GISLANE PINHO DE OLIVEIRA
DATA : 15/07/2024
HORA: 10:00
LOCAL: Remoto
TÍTULO:

Produção de bioenergia com captura de CO2 mediante processo de combustão com gaseificação in-situ (iG-CLC) em planta piloto de ciclos químicos de 0,5 kWh com alimentação contínua de biomassa: Seleção de Biomassa e de Transportadores Sólidos de Oxigênio de Baixo Custo

PALAVRAS-CHAVES:

Chemical looping; minérios e rejeitos de mineração; iG-CLC; reator semi-contínuo; planta piloto contínua; biomassa

PÁGINAS: 181
RESUMO:

O aumento contínuo das emissões de CO₂ e seu efeito na intensificação do aquecimento global impõe a necessidade de ações colaborativas entre cientistas e governo que buscam implementar estratégias que visam reduzir as emissões de CO₂. Dentre estas estratégias, se destacam tecnologias de captura e armazenamento de carbono que quando associadas ao uso de biocombustíveis podem atingir balanço negativo de emissões de CO₂. A tecnologia de chemical looping (CL) é reconhecida como uma abordagem energeticamente eficiente para capturar e armazenar CO₂ e que possui elevada maturidade tecnológica. Nestes processos, a busca por transportadores sólidos de oxigênio (TSO) de baixo custo é motivada pela perda de TSO incorrida quando biocombustíveis sólidos são empregados. Neste contexto, este estudo tem como objetivo a seleção, caracterização e avaliação do potencial energético de diferentes biomassas e avaliação da reatividade de materiais minerais de baixo custo como transportadores sólidos de oxigênio para aplicação em processo de combustão com gaseificação in situ (iG-CLC) em uma planta piloto de chemical looping com alimentação contínua (Technology readiness level - TRL 4). As biomassas foram caracterizadas por meio de análises imediata, elementar, termogravimétrica, pirólise flash analítica e determinação do poder calorífico. Os TSOs foram caracterizados utilizando técnicas de difração e fluorescência de raios X, microscopia eletrônica de varredura, determinação da dureza e da taxa de atrição; e as suas reatividades com CH₄, H₂ e CO foram avaliadas em termobalança de ciclos químicos a 900 °C e em um reator semi-contínuo de leito fluidizado (RLF) a 850, 900 e 950 °C. A reatividade do TSO de melhor performance em processo de iG-CLC foi avaliada em RLF a 900°C com alimentação do carvão da biomassa selecionada e em planta piloto de 0,5 kWh com alimentação contínua da biomassa. A biomassa selecionada apresentou alto poder calorífico (18 MJ/kg), alto teor de voláteis + carbono fixo (67%) e cinzas com alto teor de K e Ca, que podem atuar catalisando as reações de gaseificação. Todos os TSOs apresentaram boa taxa de atrito e dureza, exceto Mn e por isso foi submetido à calcinação. Os TSOs Fe2, Fe3 e MnT1000 (Mn calcinado a 1000 °C) demonstraram atributos favoráveis como dureza adequada (>1 N), taxa mínima de atrição (<7%), boa capacidade de transporte de oxigênio (3,3%, 1,7% e 3,4%, respectivamente) e alta reatividade em termobalança. Também apresentaram excelente desempenho em RLF com CO e H₂, sem aglomeração, boa taxa de reoxidação e vida útil variando de 3000h a 10500 horas. Notavelmente, devido ao excelente desempenho do MnT1000 com CO e H₂, é um candidato promissor para aplicação em processo de iG-CLC. Os testes de iG-CLC em RLF indicam que uma razão oxigênio – biomassa maior que 30 promove combustão completa dos produtos da gaseificação, enquanto valores inferiores promovem a combustão incompleta. Os testes de iG-CLC em planta piloto contínua indicam que aumentar a temperatura do reator de combustível ou diminuir a razão oxigênio- biomassa aumenta a eficiência de captura de CO₂ (>87%) e a eficiência de combustão (>85%) enquanto o excesso de oxigênio pouco influencia no processo. O MnT1000 se destacou como transportador de oxigênio, não sofreu aglomeração em nenhum dos testes, apresentou alta performance, alta reatividade, resistência e por ser de baixo custo e ambientalmente amigável.

MEMBROS DA BANCA:
Interno - ***.155.394-** - JOSÉ LUIZ FRANCISCO ALVES - UFRN
Interno - 6347420 - MARCUS ANTONIO DE FREITAS MELO
Externa ao Programa - 349770 - DULCE MARIA DE ARAUJO MELO - UFRNExterno à Instituição - IÑAKI RUBIO ADANEZ
Externo à Instituição - JUAN ADÁNEZ ELORZA