Biomass torrefaction under high intensity acoustic fields

Abstract

A torrefação de biomassa tem grande potencial energético e se apresenta como uma grande oportunidade de ampliar o uso de fontes renováveis de energia. Por meio da torrefação, a biomassa passa por um processo de degradação térmica em baixas temperaturas (200-300 °C). Esse processo consiste em um pré-tratamento para produção de biocarvão de alta qualidade, que pode ser usado para combustão e gaseificação. Partículas de biomassa foram submetidas a um escoamento uniforme, sob a influência de um campo acústico, onde foram simulados os campos de concentração de umidade e temperatura considerando o interior da partícula como volume de controle. Além disso foi simulada a variação da massa da partícula e o traçado do perfil de velocidade e trajetória. Foram observadas mudanças nos coeficientes de transferência de calor e massa, com sua elevação entre 35 a 42 %. O aumento na taxa de secagem alcançou pico de 42% com a variação de frequência e 76% com a variação na velocidade de amplitude. Parâmetros cinéticos foram combinados com modelagem de análise elemental para calcular parâmetros de desempenho, como densificação de massa, densificação de energia, incremento de poder calorífico superior (HHV) e índice de co-benefício massa-energia (EMCI). O projeto de um reator de pirólise utilizando os gases de saída de uma microturbina foi apresentado como aplicação do modelo e sugestão para estudos posteriores.