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dc.creatorPereira, Geisiane Rodrigues-
dc.date.accessioned2025-01-10T13:42:19Z-
dc.date.available2025-01-10T13:42:19Z-
dc.date.issued2024-12-17-
dc.identifier.citationPEREIRA, Geisiane Rodrigues. Projeto conceitual de uma planta de produção de metanol a partir da gaseificação de biomassa. 2025. 108 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2024.796.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/44551-
dc.description.abstractIn the face of growing energy demand and environmental issues, renewable energy sources are becoming increasingly necessary. Biomass stands out as a viable alternative, with gasification being one of the energy utilization methods with great potential. It is a thermal conversion process in which compounds are partially oxidized, generating syngas, which is primarily composed of: CH4, CO, CO2, and H2. The application of syngas depends on its composition, which in turn is influenced by variables such as temperature, equivalence ratio, gasification agent, and other operational parameters. Due to its complexity, it can be preliminarily studied through modeling, a tool that helps predict the behavior of the gasifier. The objective of this work was to construct a gasification reaction block in the AVEVATM Process Simulation. The process modeling used a thermodynamic stoichiometric equilibrium approach, and experimental data extracted from the literature were used to validate the results. The biomasses studied were rubber tree wood, hardwood, two types of wood chips, and sawdust pellets. Three gasifier models were developed, employing the equilibrium constant equations for the reactions that occur in the reduction zone. One of the models used empirical models to predict the composition of the syngas. The process variables studied were gasification temperature and equivalence ratio (ER). The syngas composition obtained through Model 1 for rubber tree wood gasification, with ER=0.33 and Moisture=18.5, was: 17.72% CO, 18.88% H2, 11.93% CO2, 0.55% CH4, and 50.91% N2, with a mean squared error of 1.56, demonstrating the applicability of the model for process description. Two flow diagrams (Plant 1 and Plant 2) were developed for methanol production using the gasification product. The plant is conceptually designed to process biomass at a rate of 100 kmol/h (approximately 59.6 tons per day), and the gasifier operates isothermally at 900°C and 1 atm. The simulation of Plant 1 using wood chips showed a loss of USD 635,820, while Plant 2, processing the same biomass, showed a profit of USD 1,460,907.7.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectgaseificaçãopt_BR
dc.subjectbiomassapt_BR
dc.subjectsimulaçãopt_BR
dc.subjectmetanolpt_BR
dc.subjectgás de síntesept_BR
dc.subjectAveva Process Simulationpt_BR
dc.titleProjeto conceitual de uma planta de produção de metanol a partir da gaseificação de biomassapt_BR
dc.title.alternativeConceptual design of a methanol production plant from biomass gasificationpt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.contributor.advisor-co1Vieira, Luiz Gustavo Martins-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6266547523604644pt_BR
dc.contributor.advisor1Neiro, Sergio Mauro da Silva-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2413961078748680pt_BR
dc.contributor.referee1Silva, Carlos Alexandre Moreira da-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7740144753810520pt_BR
dc.contributor.referee2Watanabe, Érika Ohta-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/1133449403651961pt_BR
dc.creator.Latteshttps://lattes.cnpq.br/1199962512630840pt_BR
dc.description.degreenameDissertação (Mestrado)pt_BR
dc.description.resumoDiante da crescente demanda energética e dos problemas ambientais, fontes renováveis de energia tornam-se cada vez mais necessárias. A biomassa desponta como uma alternativa viável, e a gaseificação, como um dos métodos de aproveitamento energético com grande potencial. É um processo de conversão térmica, no qual os compostos oxidam-se parcialmente, gerando o gás de síntese, composto, majoritariamente, por: CH4, CO, CO2 e H2. A aplicação do gás de síntese depende da sua composição, que, por sua vez, sofre influência de variáveis como: temperatura, razão de equivalência, agente de gaseificação e outros parâmetros de operação. Por ser um processo complexo, pode ser estudado preliminarmente através da modelagem, uma ferramenta que auxilia na predição do comportamento do gaseificador. O objetivo desse trabalho foi construir um bloco reacional de gaseificação no simulador de processos AVEVATM Process Simulation. Na modelagem do processo foi utilizada a abordagem de equilíbrio termodinâmico estequiométrico, e foram utilizados dados experimentais extraídos da literatura para validação do resultado. As biomassas estudadas foram: madeira de seringueira, madeira de lei, dois tipos de cavacos de madeira e pellets de pó de serra. Foram desenvolvidos três modelos de gaseificadores, empregando as equações das constantes de equilíbrio das reações que ocorrem na zona de redução. Em um dos modelos foram utilizados modelos empíricos para prever a composição do gás de síntese. As variáveis de processo estudadas foram a temperatura de gaseificação e a razão de equivalência (ER). A composição do gás de síntese obtida através do Modelo 1, para gaseificação da madeira de seringueira, com ER=0,33 e Umidade= 18,5 foi de: 17,72% de CO, 18,88% de H2, 11,93% de CO2, 0,55% de CH4 e 50,91% de N2, sendo o valor do erro quadrático médio igual a 1,56, evidenciando a aplicabilidade do modelo para descrição do processo. Foram desenvolvidos dois fluxogramas (Planta 1 e Planta 2) para produção de metanol utilizando o produto da gaseificação. A planta é projetada conceitualmente para processar biomassa a uma taxa de 100 kmol/h (aproximadamente 59,6 toneladas por dia) e o gaseificador opera isotermicamente a 900°C e 1 atm. A simulação da Planta 1 utilizando cavacos de madeira indicou um prejuízo de U$$ 635.820, enquanto a Planta 2, processando a mesma biomassa indica um lucro de U$$1.460.907,7.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Químicapt_BR
dc.sizeorduration108pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICApt_BR
dc.identifier.doihttp://doi.org/10.14393/ufu.di.2024.796pt_BR
dc.subject.autorizadoEngenharia químicapt_BR
dc.subject.odsODS::ODS 13. Ação contra a mudança global do clima - Tomar medidas urgentes para combater a mudança climática e seus impactos.pt_BR
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