A Pirólise Rápida para a Obtenção de Bio-Óleo
Nas três últimas décadas, o uso potencial da biomassa como fonte de combustíveis líquidos, produtos químicos e materiais, deu um novo impulso ao uso conceitual da pirólise. O conceito de pirólise rápida para a produção de líquidos orgânicos desperta cada vez mais o interesse, junto às pesquisa e às aplicações comerciais dos diversos produtos obtidos a partir do bio-óleo, seu principal produto, os quais se desenvolvem rapidamente, principalmente na América do Norte e na Europa. A pirólise rápida é um conceito advindo da necessidade de se produzir insumos líquidos energéticos e não energéticos.
Através do controle dos principais parâmetros do processo tais como: taxa de aquecimento, temperatura de operação do reator, tempo de residência das fases dentro do reator, tempo de aquecimento das partículas de biomassa e da pressão de operação, dentre outras, é possível a condução do processo visando o maior rendimento gravimétrico da fase líquida.
As principais características do processo de pirólise rápida são: curtos tempos de aquecimento das partículas e de residência para os vapores que se formam dentro do reator, elevadas taxas de aquecimento, elevados coeficientes de transferência de calor e massa, e temperaturas moderadas da fonte de aquecimento. Em geral, o tempo de residência dos vapores no reator deve ser inferior a 2-5 segundos. Todas as tecnologias de pirólise em desenvolvimento no mundo aplicam estes princípios básicos visando maximizar o rendimento gravimétrico de bio-óleo. A produção de um derivativo líquido que poderia ser facilmente armazenado e transportado é, com certeza, a principal vantagem potencial da pirólise rápida em comparação aos outros processos de conversão termoquímica da biomassa.
O líquido da pirólise da biomassa produzido desta forma (o bio-óleo) é um “alcatrão” primário. Ele é formado a partir de sucessivas reações de decomposição, craqueamento, condensação e polimerização, e tem um elevado teor de água na sua composição (água procedente do próprio insumo e água de formação). Reações secundárias entre as fases dentro do reator de pirólise são evitadas procurando aumentar o teor de líquido na corrente trifásica. A obtenção do bio-óleo deve ser realizada fazendo-se um rápido resfriamento dos vapores. Porém, os aerossóis formados durante o próprio processo de resfriamento dos vapores da pirólise rápida são de difícil separação, necessitando-se de projetos específicos a partir da combinação de conceitos físicos, tais como, condensação, impacto, coalescência e separação nas fases gás-líquido, além da necessidade de se conhecer as propriedades químicas desta mistura líquida.
Nos últimos 20 anos têm sido realizadas muitas pesquisas e testes em reatores pilotos e demonstrativos, baseados em diversos conceitos tecnológicos de pirólise rápida. Alguns desses reatores ainda estão em operação, produzindo finos de carvão vegetal e bio-óleo. Porém, até hoje, nem o próprio processo nem a composição exata do bio-óleo são muito conhecidos. Isto porque as reações termoquímicas que ocorrem durante o processo são muito complexas Estudam-se os principais aspectos fenomenológicos, tecnológicos, industriais, econômicos e sócio-ambientais, na sua estreita relação com a qualidade requerida do produto para uma dada aplicação comercial.
Um dos principais objetivos na atualidade é o desenvolvimento em escala industrial de plantas para a produção de bio-óleo visando-se sua aplicação como combustível para a produção de entalpia e energia elétrica, através do uso de caldeiras, fornos e sistemas de geração estacionária.
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