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Tipo: Dissertação
Título: Potencial energético de biomassas algais obtidas em lagoas de alta taxa para a produção de biocombustíveis sólidos
Energy potential of algal biomass obtained in high rate algal ponds for production of solid biofuels
Autor(es): Costa, Taynan de Oliveira
Abstract: O presente estudo teve como objetivo avaliar o potencial energético da biomassa algal produzida em lagoas de alta taxa para a produção de biocombustíveis sólidos. Assim, foram avaliadas diferentes biomassas algais para a produção de energia, todas cultivadas como subproduto do tratamento de efluentes em lagoas de alta taxa (LATs), a saber: i) Biomassa produzida em efluente doméstico e coletada diretamente da LAT (L) ii) Biomassa produzida em efluente doméstico em sistema misto lagoa-painéis e coletada dos painéis (P) e iii) biomassa proveniente do tratamento de efluente da indústria de beneficiamento de carnes e coletada diretamente da LAT (I). As três biomassas foram caracterizadas quanto a sua composição química elementar (CHNOS), matérias voláteis, carbono fixo, teor de cinzas, poder calorífico superior, inferior e útil, análise de macro, micronutrientes e metais pesados, densidade a granel, densidade energética e análise termogravimétrica. Posteriormente, foram produzidos briquetes a partir da mistura das biomassas algais com epicarpo do fruto de pinhão manso em diferentes proporções e foram determinadas e avaliadas as propriedades físicas, químicas e mecânicas dos briquetes. Pode-se concluir que biomassa algal I mostrou-se como a melhor alternativa para geração de energia térmica, pois apresentou maior massa residual orgânica na análise termogravimétrica (TGA) e também devido ao seu maior teor de carbono e hidrogênio e ao seu alto poder calorífico e densidade energética. As biomassas L e P, em contrapartida, apresentaram características desfavoráveis à utilização energética principalmente devido ao baixo poder calorífico e alto teor de cinzas. A adição da biomassa algal na composição briquetes, em geral, diminuiu a higroscopicidade e o teor de carbono fixo, e por outro lado aumentou a densidade aparente, o teor de cinzas e a densidade energética. A produção de briquetes compostos por biomassa algal e epicarpo do fruto de pinhão manso em escala laboratorial mostrou-se tecnicamente viável devido principalmente a alta densidade energética obtida em todos os tratamentos. Dessa forma, a biomassa algal I, na proporção de 50%, apresentou-se como a melhor matéria prima para produção de briquetes por promoverem o aumento do poder calorífico, teor de materiais voláteis, densidade aparente, densidade energética e por apresentar menores teores de cinzas comparados aos briquetes compostos pelas biomassas L e P.
The objective of this study is to assess the energy potential of algal biomass for solid biofuels production. Thus, were evaluated different algal biomass for energy production, all of them were cultured as a byproduct of the effluent treatment in the high rate algal ponds (HRAPs). They are: i) produced biomass in domestic wastewater and collected directly from HRAP (L) ii) Biomass produced in domestic wastewater on a mixed pond-panel system and collected from the panels (P) and iii) biomass from treatment of industrial effluent and collected directly from the HRAP (I). At first, the three biomass were characterized by chemical composition (CHNOS), volatile matter, fixed carbon, ash content, higher, lower and net calorific value, macro, micronutrients and heavy metals analysis, bulk density, energy density and TGA. From the analysis of the results it can be concluded that algal biomass I showed up as the best alternative to thermal power generation, as it presented higher organic residual mass in the thermogravimetric analysis (TGA) and also because of its higher carbon content, hydrogen, its high calorific value and energy density. The biomass L and P, however, it showed unfavorable characteristics to energy use mainly due to the low calorific value and high ash content. Subsequently, briquettes were produced from the mixture of algal biomasses with epicarp of Jatropha in different proportions, thus were determined, and evaluated the physical, chemical and mechanical properties of the briquettes. The results showed that the addition of the algal biomass in the briquettes, in general, decreased hygroscopicity and the fixed carbon content, and on the other hand increased bulk density, ash content and energy density. The production of briquettes made up of algal biomass and epicarp of the jatropha fruit on a laboratory scale proved that it is technically feasible mainly due to high energy density obtained in all treatments.
Palavras-chave: Energia - Fontes alternativas
Biocombustíveis
Lagoa de estabilização
Microalgas
Efluentes
Biomassa
Briquetes (Combustível)
CNPq: Engenharias
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Citação: COSTA, Taynan de Oliveira. Potencial energético de biomassas algais obtidas em lagoas de alta taxa para a produção de biocombustíveis sólidos. 2016. 50 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2016.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/8128Carneiro
Data do documento: 17-Fev-2016
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