• Home
  • Química
  • Astronomia
  • Energia
  • Natureza
  • Biologia
  • Física
  • Eletrônicos
  •  science >> Ciência >  >> Química
    Um biocombustível para geração automatizada de calor

    Turfa Arkadievsky no Oblast de Tomsk, na Sibéria, Rússia. Crédito:Tomsk Polytechnic University

    Pirólise, um processo de decomposição de biomassa, pode ser organizado automaticamente. Especificamente, é suficiente aquecer a biomassa a uma determinada temperatura até que o processo prossiga no modo autotérmico devido à sua própria liberação de calor. Esta tecnologia foi relatada por cientistas da Tomsk Polytechnic University em um artigo publicado no Journal of Thermal Analysis and Calorimetry . O desenvolvimento dessa tecnologia tornará a geração de energia por biocombustíveis mais eficiente em termos de recursos e viável.

    Os cientistas relatam resultados para tipos de biomassa como serragem de pinheiro, lascas de madeira, Palha, e dois tipos de turfa dos depósitos Arkadievsky e Sukhovskoe do Oblast de Tomsk. Eles são os tipos de biomassa mais comuns na região e típicos da Rússia como um todo. Para gerar calor e energia, Cientistas da TPU submeteram os insumos à pirólise, o processo de decomposição térmica da matéria orgânica em um ambiente livre de oxigênio.

    No mundo todo, existe uma grande quantidade de matéria orgânica que pode ser utilizada como biocombustível. Esse combustível é muito mais ecológico do que os combustíveis tradicionais. Contudo, co-autor Roman Tabakaev, pesquisador do Butakov Research Center, diz, "Para substituir ou apenas competir com matérias-primas orgânicas fósseis, a produção de combustível a partir da biomassa deve se tornar mais viável. "

    Uma das maneiras de produzir calor a partir da biomassa é o processamento pirolítico. A pirólise é a base de muitas tecnologias modernas. Apesar de a pirólise ser conhecida há muito tempo, os cientistas não concordam sobre se a tecnologia é eficiente em termos de energia; alguns acreditam que é uma tecnologia não lucrativa e desperdiçadora, pois requer o gasto de energia para decompor a matéria orgânica. O estudo realizado pelos pesquisadores da TPU mostra que a liberação de calor da pirólise pode ser usada para manter o próprio processo.

    Em processos autotérmicos, a temperatura da reação é mantida por sua própria liberação térmica. Praticamente reduz o custo do processo, aumentando a eficiência do processamento. Um regime autotérmico é um processo em que a magnitude do efeito térmico excede os custos térmicos. Isso é, na decomposição da biomassa, deve ser liberado mais calor do que o necessário para aquecê-lo. Para identificar os valores desses indicadores - o efeito do calor e os custos do calor - para tipos específicos de biomassa, os autores realizaram análises termogravimétricas (TGA) e térmicas diferenciais, e também processou experimentalmente as amostras de biomassa.

    “Os dados experimentais e analíticos obtidos indicam que durante a pirólise da palha, salgadinhos, serragem e turfa do depósito Sukhovskoy, a quantidade de calor liberada é maior do que a necessária para o aquecimento. No caso da turfa do depósito Arkadievsky, o efeito térmico foi menor do que o custo de aquecimento, "diz Roman Tabakaev.

    Este efeito para a palha e madeira está associado aos processos de decomposição da celulose, lignina, e hemicelulose durante a pirólise. Esses processos geram calor adicional. No caso da turfa Sukhovskoy, este efeito é devido à decomposição da celulose, ácidos húmicos e fúlvicos. Assim, a diferença entre o calor recebido e gasto para amostras de palha seca foi de +654,5 quilojoules por quilograma (kJ / kg), para chips - +282,0 kJ / kg, para serragem - +303,6 kJ / kg, para turfa Sukhovskoy - +275,3 kJ / kg.

    "No artigo, os cálculos mostram a possibilidade de organizar tal pirólise autotérmica. Esses dados são confirmados pelos resultados de recentes experimentos físicos com palha, que mostrou que quando a temperatura da palha atinge 365 ° C, continua a subir sem aquecimento adicional, independentemente, a 430 ° C. Nossa tarefa atual é realizar fisicamente a pirólise em regime autotérmico com o fornecimento contínuo de matérias-primas para o reator, para o qual estamos criando uma instalação experimental, "diz o cientista.


    © Ciência https://pt.scienceaq.com