actividades realizadas pelo instituto politécnico de portalegre

Unión EuropeaFEDERInvertimos en su futuro

Actividades realizadas pelo Instituto Politécnico de Portalegre

ALTERCEXA I e IIPrograma Operativo de Cooperación Territorial Transfronteriza España-Portugal (2007-2013)

coordinado por la Consejería de Industria, Energía y Medio Ambiente de la Junta de Extremadura

objetivo geral - fomentar a produção de energía de fontes renováveis no Centro, Alentejo y Extremadura

1



I

2



3

Central Piloto de Gaseificação de Biomassa

e

Laboratório de Análises de Biomassa



4




5

• Central à escala piloto que simula uma unidade a nível industrial;

• Reator de leito fluidizado;

• Capacidade para mais de 50 kg/h;

• Opera entre os 750◦C e os 850◦C.




6

1- Sistema de Alimentação da Biomassa2- Gaseificador3- Permutadores de Calor K1 e K24- Filtro de Partículas5- Permutador de Calor K3 (onde ocorre a condensação)6- Queima do Gás de Síntese7- Depósito de Condensados



7


Usada em:

- Estudos de potencialidade de diferentes biomassas (bagaço e caroço de azeitonas, resíduos florestais, etc,) como fonte de gás de síntese

- Optimização do processo de gaseificação das biomassas para obtenção de gás de síntese

- Unidade piloto para realização de trabalhos experimentais dos alunos de Engenharia de Energias Renováveis e Ambiente (1º ciclo) e Manutenção Industrial e Tecnologias de Valorização Ambiental e Produção de Energia (2º ciclo)

- Implementação de laboratório de análises de biomassa



Efectuamos análises a:• Matéria Prima - Biomassa

– análise elementar – Poder calorífico– Teor de humidade, % de voláteis e cinzas

• Produto - Syngás– composição Syngás - CO, CO2, CH4, O2, N2, H2S, C2H6, C2H4, C2H2, H2

• Sub-produtos – carvão- Determinação de áreas superficiais

• Efluentes – Tars e condensados– Remediação por fotocatálise / Processos Oxidativos Avançados

8




Equipamentos e Técnicas instaladas:• Cromatografia gasosa (análise de composição de gases)• Cromaografia líquida (análise de Tars)• Análise Elementar (CHNS-O)• Calorimetro• Análise Termogravimétrica (TGA-DSC)• Porosimetria (BET)• FTIR• Absorção e Luminescência de líquidos e sólidos• Fluorescência de Raios X (XRF)

9




II

10



Sistema integrado de energias renováveis1. Valorização de recursos biomássicos para produção de

combustíveis líquidos e gasosos com base em gaseificação térmica.

11

2. Uso combinado de colectores solares e processos oxidativos avançados para remediação ambiental

3. Produção de energia fotovoltaica e armazenamento com base em H2 electrolítico



1. Valorização de recursos biomássicos para produção de combustíveis líquidos e gasosos com base em gaseificação térmica.

12



1. Valorização de recursos biomássicos para produção de combustíveis líquidos e gasosos com base em gaseificação térmica

• Objectivos:

– Optimização de parâmetros operatórios da gaseificação de diferentes biomassas;

– Selecção da tecnologia adequada para redução e/ou processamento dos alcatrões resultantes da gaseificação

13



1. Valorização de recursos biomássicos para produção de combustíveis líquidos e gasosos com base em gaseificação térmica• Objectivos:

- Optimização dos parâmetros de entrada; qualidade da biomassa- Avaliação da qualidade dos efluentes obtidos em função de:

• Composição dos gases obtidos;• Teor dos condensados (alcatrões);• Quantidade de sólidos (carvão) produzidos.

- Estudo de métodos de tratamento dos alcatrões obtidos, com base em técnicas electroquímicas apoiadas por técnicas electro e fotocatlíticas.

14


5

• Análise elementar (CHNS-O)Análise à biomassa para estimar poder calorífico

Flash 2000 Thermo Unicam


6

• Análise Termogravimetrica (TGA-DSC)% de Humidade, voláteis e cinzas

PerkinElmer – STA600


8

• CalorimetroDeterminação do Poder Calorifico


11




19




• Objectivos:

1. Uso da concentração de energia solar num processo de remediação/descontaminação ambiental, baseada em processos oxidativos avançados (POAs);

2. Teste e optimização de tecnologias de colectores e reactores solares do tipo Estático (de leito fixo em filme fino) e Concentradores Parabólicos Compostos.

3. Aquisição e acumulação de experiência de operação de unidades operando diversos POAs activados por luz solar;

20


• Objectivos:

4. Teste e selecção das tecnologias de POAs activados por luz solar mais promissoras;

5. Teste e optimização das tecnologias fotoelectroquímica e fotoelectrocatalítica utilizando eléctrodos de titânio.

6. Aplicação do sistema em:- Águas contaminadas com corantes, fármacos e pesticidas;- Efluentes de queijarias, ricos em soro do queijo;- Alcatrões produzidos no processo de gaseificação térmica de biomassa.

21




22

Não são eliminados pelas metodologias de tratamento convencionaisResistem ao tratamento biológico

Frequentemente xenobioticos, mutagénicos e carcinogénicos

Acumulam no ambiente devido a estruturas químicas altamente refractárias

Hidrofóbicos e lipofílicos

Acumulam nos indivíduos e nas cadeias alimentaresBioacumulação e Biomagnificação

Poluentes Persistentes(PAHs, pesticidas organoclorados, dioxinas, furanos, PCBs, corantes, fármacos)



23

PROCESSOS OXIDATIVOS AVANÇADOS (POAs)

São um conjunto de métodos de oxidação química usados para degradar matéria orgânica biorecalcitrante – Todos usam radical hidroxilo

1.Elevada capacidade destrutiva - OH•

2.São limpos e não seletivos

3.Ocorre à temperatura e pressão normais

4.Existem diversos caminhos para formação do radical hidroxilo

Fotocatalisadores podem ser activados por luz solar



Fotocatálise com semiconductores – TiO2

24

.

.



25

METODOLOGIA

REACTORES

Reactor 1 - Lampada de mercúrio HQL 125 W Osram

Estático agitado



26

METODOLOGIA

REACTORES

O reactor 2– 1 lampada Day light 20 W Osram

Fluxo contínuo tubular



Irradiação solar

27

Variação da Radiação Solar ao longo do ano e da hora do dia

10 11 12 13 14 15 160

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

Radiação solar ao longo do ano

OutubroNovembroDezembroJaneiroFevereiro

Tempo (horas)

Forç

a da

radi

ação

sola

r (m

W/c

m2)

Média de medidas feitas 10 dias/mês


Cálculo da % de descoramento

Absinicial-AbsfinalX 100/Absinicial sem TiO2 1X10-4 2,5X10-4 5X10-4 0,001 0,01 0,1

0 0 0 0 0 0 2,71 19,31

15 0 0,0 7,81 18,32 35,00 76,66 99,42

30 0 2,47 13,39 29,25 54,72 93,59 99,42

45 0 10,11 19,47 42,89 70,34 99,01 99,51

60 0 12,82 27,12 57,60 82,17 99,26 99,67

90 0 17,34 41,08 76,50 94,08 99,51 99,67

120 0 25,31 56,37 90,30 98,77 99,59 99,67

180 0 51,85 90,30 99,67 99,67 99,67 99,75

300 5,34 74,94 99,34 99,67 99,75 99,84 99,84

Cálculo da % de descoramento

Absinicial-AbsfinalX 100/Absinicial sem TiO2 1X10-4 2,5X10-4 5X10-4 0,001 0,01 0,1

0 0 0,00 0,93 3,87 0 0,07 14,60

15 0 8,80 21,05 37,22 56,84 80,67 99,43

30 0 14,46 32,36 58,98 79,89 98,93 99,43

45 0,72 22,12 53,11 83,75 89,05 97,21 99,57

60 1,36 28,63 64,42 92,63 97,21 99,07 99,57

90 2,15 41,59 84,18 98,64 98,93 99,71 99,57

120 3,36 55,12 93,92 99,14 99,50 99,71 99,64

180 6,44 78,38 99,50 99,79 99,79 99,71 99,64

300 14,32 97,28 99,79 99,79 99,86 99,86 99,64

0 50 100 150 200 250 300 350 4000

20

40

60

80

100

120

sem TiO21X10-42,5X10-45X10-40,0010,010,1

Tempo de irradiação / min

% d

e de

scor

amen

to

0 50 100 150 200 250 300 3500

20

40

60

80

100

120

sem TiO21X10-42,5X10-45X10-40,0010,010,1

Tempo de irradiação / min

% d

e de

scor

amen

to


Ensaios de toxicidade aguda com Daphnia similis

Daphnia similis - Flohr, 2007

Redução significativa da toxicidade nas amostras tratadas



38


3. Produção de energia fotovoltaica e armazenamento com base em H2 electrolítico• Objectivos:

1. Sistema de demonstração que integre a produção de energia fotovoltáica e o seu armazenamento como hidrogénio electrolítico;2. Selecção das tecnologias mais adequadas de produção de electrolítica, compressão e armazenamento do hidrogénio;3. Sistema electrónico de controlo processo;

.

39


• Objectivos:

4. Selecção das tecnologias mais adequadas para as células de combustível para produção de energia utilizando hidrogénio;5. Ferramentas de optimização da produção de energia.6. Dimensionamento do sistema energético integrado a instalar;

40




41


• Equipa:- Anabela Oliveira;- Luiz Rodrigues;- Sérgio Correia;- Paulo Brito.

• Investigador coordenador:Paulo Brito | [email protected]

42

• Coordenação financeira do projecto:[email protected]+351 245 300 226

actividades realizadas pelo instituto politécnico de portalegre

Documents