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dc.contributor.advisorMatos, Manuel Arlindo Amador dept
dc.contributor.authorPereira, Susana Cristina Marquespt
dc.date.accessioned2013-11-01T11:49:00Z-
dc.date.available2013-11-01T11:49:00Z-
dc.date.issued2012-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10773/11345-
dc.descriptionMestrado em Engenharia do Ambientept
dc.description.abstractEste trabalho é resultado de um conjunto de pesquisas relacionadas com a gasificação de carbonizados em leito fluidizado borbulhante. Em particular, foi estudada a cinética da reação heterogénea de redução do CO2 com carbonizados (Boudouard reaction), tendo em vista a determinação das características cinéticas da reação. O trabalho efetuado incluiu uma análise bibliográfica das reações heterogéneas de gasificação de carvões, o ensaio de um reator laboratorial de leito fluidizado e a aplicação de um modelo teórico aos resultados experimentais obtidos. As condições de ensaio incluíram misturas gasosas contendo CO2 a 5 e 21 (% v/v), granulometrias de carbonizado entre 355-2800 μm e temperaturas na gama 580 a 930ºC. O modelo cinético global permitiu o avaliar as limitações cinéticas e difusionais, associadas à camada limite das partículas e à hidrodinâmica do leito fluidizado, e determinar a constante cinética (em massa) de primeira ordem da reação química heterogénea (k1). Verificou-se que é a velocidade média de reação química heterogénea que controla o processo e que as resistências são maiores para temperaturas mais baixas e granulometrias maiores. De um modo geral pode concluir-se que a reação de gasificação de carbonizado com CO2 é tanto mais rápida quanto mais elevada for a temperatura e menor a granulometria. A análise SEM mostrou que a reação de gasificação ocorre essencialmente na superfície externa. No entanto, o fator de eficiência sugere a difusão do reagente gasoso na matriz porosa e daí a contribuição da área superficial interna para a reação química. Numa análise de sensibilidade, o fator de eficiência mostrou-se sensível ao raio de poros, mas não parece explicar as discrepâncias entre o modelo e as observações. O aumento da concentração de CO2 de gasificação de 5 para 21% parece evidenciar uma redução na velocidade de reação, e apoiar a ideia de que a presença de CO inibe a reação de gasificação de carbonizado com CO2.pt
dc.description.abstractThis work results a series of researches related to the char gasification in the fluidized bed. In particular, it was studied the kinetics of the heterogeneous reduction of CO2 by char (Boudouard reaction) in order to determine the kinetic characteristics of the reaction. The work carried out included a literature review of heterogeneous reactions of coal gasification, a series of tests in a laboratory fluidized bed reactor and the application of a theoretical model to experimental results. The experimental conditions included gas mixtures containing 5 and 21 (% v /v) CO2, particle size between 355-2800 μm and temperatures range 580-930ºC. The global kinetic model allowed to evaluate the kinetic and diffusional limitations, associated with the boundary layer of the particles and the fluidized bed hydrodynamics and determine the kinetic rate constant (by mass) first order heterogeneous chemical reaction (k1). It was found that heterogeneous chemical reaction rate which controls the process and that the mass transfer resistances are higher for lower temperatures and larger particle sizes. In general, it can be concluded that reaction of char gasification with CO2 is faster for high temperature and lower particle size. The SEM analysis showed that the gasification reaction occurs mainly on the external surface, i.e. the external surface area is the largest contributor to the reaction. However, the effectiveness factor suggests that there is no limitations to the diffusion of gas into the porous matrix and hence the contribution of the internal surface area for the chemical reaction. In a sensitivity analysis, the effectiveness factor was sensitive to the radius of pores, but doesn’t seem to explain the discrepancies. Increasing the concentration of CO2 gassing from 5 to 21% appears to show a reduction in reaction rate, and support the idea that the presence of CO inhibits the gasification reaction carbonized with CO2.pt
dc.language.isoporpt
dc.publisherUniversidade de Aveiropt
dc.relationFCT, COMPETE - PTDC/AAC-AMB/098112/2008pt
dc.rightsopenAccesspor
dc.subjectEngenharia do ambientept
dc.subjectDióxido de carbonopt
dc.subjectCombustão em leito fluidizadopt
dc.titleGasificação de carbonizados em leito fluidizadopt
dc.typemasterThesispt
thesis.degree.levelmestradopt
thesis.degree.grantorUniversidade de Aveiropt
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