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
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I
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Central Piloto de Gaseificação de Biomassa
e
Laboratório de Análises de Biomassa
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Central Piloto de Gaseificação de Biomassa
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• 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.
Central Piloto de Gaseificação de Biomassa
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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
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Central Piloto de Gaseificação de Biomassa
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
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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
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Laboratório de Análises de Biomassa
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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)
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Laboratório de Análises de Biomassa
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II
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Sistema integrado de energias renováveis1. Valorização de recursos biomássicos para produção de
combustíveis líquidos e gasosos com base em gaseificação térmica.
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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
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1. Valorização de recursos biomássicos para produção de combustíveis líquidos e gasosos com base em gaseificação térmica.
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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
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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.
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• Análise elementar (CHNS-O)Análise à biomassa para estimar poder calorífico
Flash 2000 Thermo Unicam
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• Análise Termogravimetrica (TGA-DSC)% de Humidade, voláteis e cinzas
PerkinElmer – STA600
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• CalorimetroDeterminação do Poder Calorifico
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2. Uso combinado de colectores solares e processos oxidativos avançados para remediação ambiental
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2. Uso combinado de colectores solares e processos oxidativos avançados para remediação ambiental
• 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;
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• 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.
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2. Uso combinado de colectores solares e processos oxidativos avançados para remediação ambiental
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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)
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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
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Fotocatálise com semiconductores – TiO2
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.
.
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METODOLOGIA
REACTORES
Reactor 1 - Lampada de mercúrio HQL 125 W Osram
Estático agitado
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METODOLOGIA
REACTORES
O reactor 2– 1 lampada Day light 20 W Osram
Fluxo contínuo tubular
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Irradiação solar
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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
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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
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Ensaios de toxicidade aguda com Daphnia similis
Daphnia similis - Flohr, 2007
Redução significativa da toxicidade nas amostras tratadas
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3. Produção de energia fotovoltaica e armazenamento com base em H2 electrolítico
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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;
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• 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;
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3. Produção de energia fotovoltaica e armazenamento com base em H2 electrolítico
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3. Produção de energia fotovoltaica e armazenamento com base em H2 electrolítico
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• Equipa:- Anabela Oliveira;- Luiz Rodrigues;- Sérgio Correia;- Paulo Brito.
• Investigador coordenador:Paulo Brito | [email protected]
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• Coordenação financeira do projecto:[email protected]+351 245 300 226
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