Coal generation by copyrolysis: effects of temperature, N2 flow and sludge percentage

Authors

DOI:

https://doi.org/10.6008/CBPC2179-6858.2020.003.0012

Keywords:

Biomass, Thermochemical conversion, Coal, Optimization, Response surface methodology

Abstract

Copyrolysis (CP) is the cleavage of more than one biomass by heat in the absence of oxygen, which yields liquid, solid, and gas products. Coal constitution depends on copyrolisys conditions and on the process adopted. The combined effect of temperature, nitrogen flow, and percent composition of treated industrial effluent sludge from a rice processing plant (TIESRPP) with rice hulls (RH) for coal generation through CP was studied through planning Box-Behnken (BB), with TIESRPP percentages ranging from 25 to 75%, temperature between 500 and 700 °C, and N2 flow of 1 to 5 mL.min-1. The first-order polynomial model explained over 90% of the maximum coal generation phenomenon. Coal generation significantly depended on two of the three variables: TIESRPP percentage and temperature. The model showed the optimal conditions to maximize the generation of the solid phase were 500 °C and an excess of 62.5% RH regardless of N2 flow. The highest coal generation was experimentally observed to be 75% TIESRPP, 500 °C, and N2 flow of 3 mL.min-1 with conversion of 67.09% of the initial biomass.

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Author Biographies

Emerson de Moraes Böhm, Instituto Federal Sul-rio-grandense

Possui graduação em Gestão Ambiental pelo Instituto Federal Sul-Rio-Grandense (2015). Atualmente desenvolve dissertação de mestrado em Engenharia e Ciências Ambientais com foco em co-pirólise de biomassas. Tem experiência profissional na área comercial de projetos, comercialização de equipamentos e montagem de laboratórios na área Química, Biologia e Biotecnologia. No meio acadêmico atua na área de Ciências Ambientais, principalmente nos seguintes temas: pirólise e co-pirólise de biomassas, casca de arroz, lodo de esgoto industrial, runoff, hidrocarbonetos, hpas, soja e biossólido.

Iago Riveiro Santos Dutra, Instituto Federal Sul-rio-grandense

Possui ensino-fundamental-primeiro-graupela EMEF Dom Francisco de Campos Barreto(2015). Tem experiência na área de Química.

Roberto Tomedi Sacco, Instituto Federal Sul-rio-grandense

Técnico em Eletrônica formado pela Escola Técnica Federal de Pelotas ETFPel (1987). Graduado em Engenharia Elétrica pela Universidade Católica de Pelotas UCPel (1993). Especialista com MBA em Gestão Empresarial pela FGV-CEEM Pelotas (2010). Atualmente é professor de ensino básico, médio e tecnológico no curso de graduação em engenharia elétrica, no Campus Pelotas do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Sul-Rio-Grandense. Tem experiência na área de Engenharia Elétrica, com ênfase em Sistemas Elétricos de Potência, produção e transmissão de energia elétrica, construções e montagens eletromecânicas em grandes indústrias, gestão de projetos e empresarial. 

Ricardo Peraça Toralles, Instituto Federal Sul-rio-grandense

Toralles, R. P., Professor do Instituto Federal de Educação Tecnológica Sul-Rio-Grandense campus Pelotas onde é responsável pelo Grupo de Pesquisa de Controle de Qualidade em Processos Indústrias de Alimentos, orientando trabalhos com prospecção de enzimas de origem vegetal. Atualmente, ministra as disciplinas de Bioquímica e Análise de Alimentos, Tecnologia Alimentos e Instrumentação Industrial. Possuí graduação em Engenharia Química pela Universidade Federal do Rio Grande (1988), mestrado em Engenharia e Ciência de Alimentos pela Universidade Federal do Rio Grande (1998) e doutorado em Ciência e Tecnologia Agroindustrial pela Universidade Federal de Pelotas (2005), onde, atualmente, participa da comissão de orientação e professor colaborador da disciplina de Bioquímica de Alimentos. Atua em projetos de pesquisa nas áreas de ciência e tecnologia de alimentos e hortaliças, bem como, no desenvolvimento e modelagem de seus processos produtivos, atuando principalmente nos seguintes temas: polpas, néctares, purês, escurecimento enzimático, compostos fenólicos e antocianinas. Também atua em projetos de pesquisa na área de oleoquímica com ênfase em: lipases, lipólise, transesterificação, esterificação, hidrólise e saponificação. Tem larga experiência profissional em processos unitários, tais como: destilação, fracionamento, secagem, extrusão de pastas, atomização, transporte de fluidos, cristalização e concentração adquiridos em plantas de F.C. Lang S.A e Beralv Clorosul S.A. Além disso, conhecimento na área de oleoquímica como engenheiro de produção de ácidos graxos, glicerina, ésteres, sabões e sabonetes. Tem experiência na área de Ciência e Tecnologia de Alimentos, com ênfase em produção de polpas, purês e sucos concentrados, adquirido junto à planta piloto WIEGANG do CAVG/UFPEL.

Pedro José Sanches Filho, Instituto Federal Sul-rio-grandense

possui graduação em Licenciatura Plena Em Química Esquema II pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná (1988), graduação em Farmácia pela Universidade Católica de Pelotas (1988), mestrado em Química pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1997) e doutorado em Química pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2002) e pós doutorado pela Universidade Nova de Lisboa(2007). Atualmente é professor e Pesquisador do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnolgia Sul-rio-grandense, lider do Grupo de Pesquisa em Contaminantes Ambientais. Tem experiência na área de Química Analítica, com ênfase em Análise de Traços e Química Ambiental, atuando principalmente nos seguintes temas: nitrosaminas,análise de hidrocarbnetos em amostras ambientais, spe, cromatografia gasosa e análise absorciométrica. 

Giani Mariza Bärwald Böhm, Instituto Federal Sul-rio-grandense

Professora Titular na Instituição IFSul-Campus Pelotas. Possui graduação em Lic. Plena p/Prof Form. Esp. Cur. Ens. 2° grau pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná (1995), Mestrado em Educação Ambiental pela Universidade Federal do Rio Grande (2003) e Doutorado em Biotecnologia pela Universidade Federal de Pelotas (2007). Orientadora de Mestrado no Programa de Pós Graduação em Engenharia e Ciências Ambientais (PPGECA). Ministra disciplinas nos cursos superiores de Engenharia Química, Gestão Ambiental e Saneamento Ambiental e no curso técnico do Instituto Federal Sul-rio-grandense. Como pesquisadora tem desenvolvido trabalhos sobre degradação de pesticidas no solo, atividade microbiana, soja transgênica, biossólido, resíduos e metais pesados. 

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Published

2020-04-02

Issue

Vol. 11 No. 3 (2020): Revista Ibero-Americana de Ciências Ambientais - Abr, Mai 2020

Section

Engenharia Ambiental

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