Simulação da combustão de biomassa em leito fluidizado: balanço de massa

Abstract

O presente trabalho tem como propósito compreender a localização da libertação dos voláteis na combustão de biomassa em leito fluidizado. Como tal, foi desenvolvido um modelo de balanço mássico que consiga prever o comportamento de certas espécies gasosas (alcatrões, CH4, C2H6, CO, CO2, H2, H2O e O2) ao longo do reactor em leito fluidizado. Foi simulada a combustão de biomassa em leito fluidizado para uma temperatura de 800ºC e foram analisadas três condições de excesso de ar no reactor (40, 60 e 100%). Para a temperatura considerada e para cada condição de excesso de ar foi analisado o efeito da percentagem de voláteis libertados no freeboard (25, 50 e 75%m). Dos voláteis libertados no freeboard, considera-se que parte destes são libertados na parte superior do leito e assim sendo, considera-se que uma percentagem destes se liberta no último compartimento do leito (0, 25 and 50%m). Posteriormente, é feita uma comparação entre as simulações e os valores experimentais observando-se que a simulação que melhor descreve os valores experimentais é quando se considera que são libertados 56%m de voláteis no freeboard para as três condições de excesso de ar (40, 60 e 100%) para as diferentes espécies analisadas (O2, CO2 e CO) (ensaios com refª x-75-25).

ABSTRACT: The present work has the proposition to understand the location of the release of volatiles in the combustion of biomass in fluidized bed. We developed a mass balance model that can predict the behavior of certain gaseous species (tar, CH4, C2H6, CO, CO2, H2, H2O and O2) over the fluid bed reactor. It was simulated the combustion of biomass in fluidized bed to a temperature of 800 ° C and were examined three conditions of excess air in the reactor (40, 60 and 100%). For the temperature considered and for each condition of excess air, we investigated the effect of the amount of volatiles released in the freeboard (25, 50 and 75%m). Of the compounds released in the freeboard, it is considered that some of these are released at the top of the bed and therefore, it is considered that a percentage of the releases in the last compartment of the bed (0, 25 and 50%m). Subsequently, a comparison between simulations and experimental values was observed that the simulation that best describes the experimental values is when one considers that 56%m are released m compounds in the freeboard to three conditions of excess air (40, 60 and 100%) for the different species analyzed (O2, CO2 e CO) (tests ref x-75-25).