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Abstract(s)
Biomass is used since ancient times as combustion fuel for cooking, keeping houses warm, etc. Biomass is cheap and available abundantly and it can be converted into energy and/or products using the suitable processes. So, biomass is considered a potential energy source which can be converted by gasification processes into a gas mixture known as synthetic gas (syngas). A gasification process is a thermo-chemical process which converts carbon material into syngas gas streams, mainly constituted by mixtures of hydrogen and carbon monoxide. Typically, hydrogen gas is chemically produced from natural gas reforming; the use of renewable energy sources such as biomass to produce hydrogen offers a promising alternative.
This study is focused on the modelling, simulation and performance analysis of biomass gasification processes using UniSim software. UniSim Design is a process simulator especially suited for the design and simulation of chemical processes. The performance of the gasification processes was studied varying the reaction temperature, and the gasifying agents’ flows (air and steam) in order to obtain realistic hydrogen/carbon monoxide productions in the syngas stream. Almond shell was chosen as the biomass source.
Two models were constructed and tested using different conditions of temperature, biomass mass flow, air mass flow, and steam mass flow. For the first model, the best result was obtained when steam was used as gasifying agent producing syngas streams with mole compositions of 0.34 and 0.5 H2 and CO, respectively. Using the second model, there were observed small deviations in hydrogen and carbon monoxide compositions in the synthesis gas stream. However, the best result was obtained using steam as gasifying agent producing syngas streams with mole compositions of 0.45 and 0.5 for H2 and CO, respectively.
Há milénios que a biomassa é usada como combustível para cozinhar, aquecimento, etc. A biomassa é barata e abundantemente disponível, podendo ser convertida em energia e/ou produtos através de processos de conversão adequados. Assim, a biomassa é considerada uma fonte de energia potencial que pode ser convertida por processos de gaseificação numa mistura gasosa conhecida como gás de síntese (syngas). Um processo de gaseificação é um processo termoquímico que converte material condensado de carbono em gás de síntese, constituído principalmente por misturas de hidrogénio e monóxido de carbono. Normalmente, o hidrogénio é produzido a partir de reforming de gás natural; a utilização de fontes de energia renováveis como a biomassa, para a produção de hidrogénio oferece uma alternativa promissora. Este estudo centra-se na modelação, simulação e análise de desempenho de processos de gaseificação de biomassa utilizando o software UniSim. O UniSim Design é um simulador especialmente vocacionado para a conceção e simulação de processos químicos. O desempenho dos processos de gaseificação foi estudado, variando a temperatura de reação e os fluxos dos agentes gasificadores (ar e vapor), a fim de obter produções viáveis e significativas de hidrogénio e monóxido de carbono na corrente de gás de síntese. A casca de amêndoa foi escolhida como fonte de biomassa. Dois modelos foram construídos e testados, utilizando diferentes condições de temperatura, caudal mássico de biomassa, de ar e de vapor. Para o primeiro modelo, o melhor resultado foi obtido quando o vapor foi usado como agente de gaseificação produzindo fluxos de gás de síntese com composições molares de 0.34 e 0.5 para o H2 e CO, respetivamente. Usando o segundo modelo, foram observados pequenas variações das composições de hidrogénio e monóxido de carbono na corrente de gás de síntese. No entanto, o melhor resultado foi obtido utilizando o vapor como agente de gaseificação, produzindo fluxos de gás de síntese com composições molares de 0.45 e 0.5 para H2 e CO, respetivamente.
Há milénios que a biomassa é usada como combustível para cozinhar, aquecimento, etc. A biomassa é barata e abundantemente disponível, podendo ser convertida em energia e/ou produtos através de processos de conversão adequados. Assim, a biomassa é considerada uma fonte de energia potencial que pode ser convertida por processos de gaseificação numa mistura gasosa conhecida como gás de síntese (syngas). Um processo de gaseificação é um processo termoquímico que converte material condensado de carbono em gás de síntese, constituído principalmente por misturas de hidrogénio e monóxido de carbono. Normalmente, o hidrogénio é produzido a partir de reforming de gás natural; a utilização de fontes de energia renováveis como a biomassa, para a produção de hidrogénio oferece uma alternativa promissora. Este estudo centra-se na modelação, simulação e análise de desempenho de processos de gaseificação de biomassa utilizando o software UniSim. O UniSim Design é um simulador especialmente vocacionado para a conceção e simulação de processos químicos. O desempenho dos processos de gaseificação foi estudado, variando a temperatura de reação e os fluxos dos agentes gasificadores (ar e vapor), a fim de obter produções viáveis e significativas de hidrogénio e monóxido de carbono na corrente de gás de síntese. A casca de amêndoa foi escolhida como fonte de biomassa. Dois modelos foram construídos e testados, utilizando diferentes condições de temperatura, caudal mássico de biomassa, de ar e de vapor. Para o primeiro modelo, o melhor resultado foi obtido quando o vapor foi usado como agente de gaseificação produzindo fluxos de gás de síntese com composições molares de 0.34 e 0.5 para o H2 e CO, respetivamente. Usando o segundo modelo, foram observados pequenas variações das composições de hidrogénio e monóxido de carbono na corrente de gás de síntese. No entanto, o melhor resultado foi obtido utilizando o vapor como agente de gaseificação, produzindo fluxos de gás de síntese com composições molares de 0.45 e 0.5 para H2 e CO, respetivamente.