Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://hdl.handle.net/11612/2504| Autor(a): | Almeida, Willian Mateus de Sousa |
| Orientador: | Viera, Glaucia Eliza Gama |
| Título: | Estudo do balanço energético do processo de pirólise de lodo de esgoto em escala laboratorial |
| Palavras-chave: | Lodo de esgoto; Bio-óleo; Bio-char; Bio-gás; Balanço energético; Sewage sludge; Bio-oil; Bio-char; Bio-gas; Energy balance |
| Data do documento: | 18-Out-2019 |
| Editor: | Universidade Federal do Tocantins |
| Programa: | Programa de Pós-Graduação em Agroenergia - PPGA |
| Citação: | ALMEIDA, Willian Mateus de Sousa. Estudo do balanço energético do processo de pirólise de lodo de esgoto em escala laboratorial. 2019. 86f. Dissertação (Mestrado em Agroenergia) – Universidade Federal do Tocantins, Programa de Pós-Graduação em Agroenergia, Palmas, 2019. |
| Resumo: | Gera-se toneladas de Lodo de Esgoto nas ETE’s pelo Brasil a fora, e a tendência e cada vez mais aumentar, devido o acesso ao saneamento básico quem vem crescendo pelo Brasil. Um dos maiores problemas relacionados ao lodo de ETE é o seu descarte, uma vez que é de costume depositá-lo em aterros sanitários, que muitas das vezes se encontram com uma superlotação. Além de possuir uma grande quantidade de elementos patógenos, o que contamina o solo, também tem um alto teor de combustão, o que tem gerado acidentes em aterros sanitários por todo o Brasil. Diante disso alternativas estão sendo traçadas mundialmente para poder conter este problema, pesquisas novas surgem a cada dia procurando uma solução para o Lodo de ETE. Dentre as soluções se encontra a pirólise, que possui vantagens na geração de subprodutos que agregam valor ao lodo . Visando novas utilizações do Lodo de ETE, o presente trabalho tem como objetivo analisar a viabilidade economia e o balanço energético de produtos obtidos na pirólise do lodo de esgoto em escala laboratorial. O processo de pirólise foi realizado em condições de temperatura a (450ºC ), com uma taxa de aquecimento de ( 30ºC/min) e em diferentes tempos (90 min – 120 min – 150 min – 180 min) a fim de avaliar a melhor condição de processo para obtenção de maior rendimento do bio-óleo, bio-char, bio-gás e fração aquosa, visando o menor consumo de energia possível. O bio-óleo e o Biochar obtidos foram caracterizados, determinados o teor de N,H,C,S e o Poder calorífico Superior. Os resultados mostram um valor de poder calorífico superior de 11,783 Mj/kg para o biochar e 34,35 Mj/kg para o bio-óleo. A análise estatística do delineamento inteiramente casualizado com o teste F de regressão, concluiu que o tempo, tanto a fração aquosa quanto a fração sólida ,não tem significância estatisticamente. O consumo de energia para pirólise em diferentes tempos variou de 6 kWh e 12 kWh, para o menor e maior tempo respectivamente. O Valor encontrado para o Bio-Óleo foi de U$ 0,35 o kilograma, para o Biochar foi de U$ 0,013 o kilograma, considerando o preço para revenda como matéria prima. Observou-se que o menor tempo de pirólise, 90 minutos, é o mais vantajoso economicamente, devido gastar menos energia para produção dos subprodutos. O valor em reais gasto em energia na pirólise de 90 minutos foi de R$3,60, rendeu um valor de R$ 0,00189 de biochar, bio-óleo e biogás para revenda como matéria prima, diminuindo o déficit para R$ -3,5811. Já para utilização do biochar , bio-óleo e biogás em transformação de energia o valor obtido foi de R$ 0,0699, gerando um déficit menor do que o de revenda, R$ - 3,5301. Pode se concluir que a pirólise com o tempo de 90 minutos é a mais vantajosa, porém mesmo assim o valor gasto é superior ao valor obtido com os subprodutos, todavia os valores do biogás e da fração aquosa não foram considerados nessa pesquisa, mas o preço justifica-se pela redução do custo com operação do lodo de esgoto em aterro sanitário e da economia ambiental causada pelo processo de pirólise em relação ao lodo depositado em locais inadequados. |
| Abstract: | Tons of sewage sludge are generated in the WWTP across Brazil, and the trend is increasing, due to the access to basic sanitation that has been growing in Brazil. One of the biggest problems related to the WWTP sludge is its disposal, as it is customary to dispose of it in landfills, which are often overcrowded. In addition to having a large amount of pathogens, which contaminates the soil, also has a high combustion content, which has caused accidents in landfills throughout Brazil. Given that alternatives are being mapped worldwide to contain this problem, new research is emerging every day looking for a solution for the WWTP sludge. Among the solutions is pyrolysis, which has advantages in the generation of by-products that add value to the sludge. Aiming at new uses of the WWTP sludge, the present work aims to analyze the economical viability and the energy balance of products obtained in the sewage sludge pyrolysis at laboratory scale. The pyrolysis process was performed under temperature conditions at (450ºC), with a heating rate of (30ºC / min) and at different times (90 min - 120 min - 150 min - 180 min) in order to evaluate the best condition. of process to obtain higher yield of bio-oil, bio-char, bio-gas and aqueous fraction, aiming at the lowest possible energy consumption. The obtained bio-oil and Biochar were characterized, determined the content of N, H, C, S and the superior calorific value. The results show a higher calorific value of 11,783 Mj / kg for biochar and 34,35 Mj / kg for bio-oil. Statistical analysis of the completely randomized design with the F regression test concluded that the time, both the aqueous fraction and the solid fraction, was not statistically significant. Energy consumption for pyrolysis at different times ranged from 6 kWh and 12 kWh to the shortest and longest respectively. The value found for Bio-Oil was $ 0.35 per kilogram, for Biochar was $ 0.013 per kilogram, considering the resale price as raw material. It was observed that the shortest pyrolysis time, 90 minutes, is the most economically advantageous because it uses less energy to produce the byproducts. The amount in reais spent on energy in the 90-minute pyrolysis was R $ 3.60, yielding a value of R $ 0.00189 of biochar, bio-oil and biogas for resale as raw material, reducing the deficit to R $ -3. , 5811. For the use of biochar, bio-oil and biogas in energy transformation, the value obtained was R $ 0.0699, generating a smaller deficit than the resale, R $ - 3.5301. It can be concluded that pyrolysis with 90 minutes time is the most advantageous, but even so the value spent is higher than the value obtained with the byproducts, however the biogas and aqueous fraction values were not considered in this research, but the The price is justified by the reduction in the cost of operating sewage sludge in landfill and the environmental savings caused by the pyrolysis process in relation to sludge deposited in inappropriate places. |
| URI: | http://hdl.handle.net/11612/2504 |
| Aparece nas coleções: | Mestrado em Agroenergia |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| Willian Mateus de Sousa Almeida - Dissertação.pdf | 1.09 MB | Adobe PDF |  Visualizar/Abrir |
Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.