Equação geral de mecanismos cinéticos da carbonização do Eucalyptus spp

Abstract

No presente trabalho, um conjunto de equações gerais do mecanismo cinético de carbonização dos componentes hemiceluloses, celulose e lignina da madeira foi obtido por meio das equações de Avrami-Erofeev e Arrhenius e da termogravimetria de amostras de Eucalyptus cloeziana, Eucalyptus camaldulensis, Corymbia citriodora, Eucalyptus Eucalyptus urophylla e Eucalyptus grandis, métodos TG-Isotérmico e TG-Dinâmico. As diferentes estabilidades térmicas e faixas de temperatura de decomposição dos componentes destas espécies foram adotadas como estratégia para se obter os parâmetros cinéticos: energia de ativação (E), fator pré- exponencial (A) e ordem de reação (n). O modelo cinético do presente trabalho foi validado por curvas experimentais da carbonização de outras biomassas como coco de babaçu e piaçava. Os parâmetros encontrados foram - Hemiceluloses: E=98,6 kJmol, A=3,5x10 6 s-¹ n=1,0; - Celulose: E=182,2 kJmol, A=1,2x10 13 s-¹ n=1,5; - Lignina: E=46,6 kJmol, A=2,01s-¹ n=0,41. Este conjunto de equações poderá ser implementado em modelo matemático de simulação da carbonização da madeira, visando melhor controle e otimização do processo de fabricação de carvão vegetal para fins siderúrgicos.

In the present work, a set of general equations related to kinetic mechanism of wood compound carbonization: hemicelluloses, cellulose and lignin was obtained by Avrami-Eroffev and Arrhenius equations and Thermogravimetry of Eucalyptus cloeziana, Eucalyptus camaldulensis, Corymbia citriodora, Eucalyptus urophylla and Eucalyptus grandis samples, TG-Isothermal and TG-Dynamic. The different thermal stabilities and decomposition temperature bands of those species compounds were applied as strategy to obtain the kinetic parameters: activation energy, exponential factor and reaction order. The kinetic model developed was validated by thermogravimetric curves from carbonization of others biomass such as coconut. The kinetic parameters found were - Hemicelluloses: E=98,6 kJmol, A=3,5x10 6 s-¹ n=1,0; - Cellulose: E=182,2 kJmol, A=1,2x10 13 s-¹ n=1,5; - Lignin: E=46,6 kJmol, A=2,01s-¹ n=0,41. The set of equations can be implemented in a mathematical model of wood carbonization simulation (with heat and mass transfer equations) with the aim of optimizing the control and charcoal process used to produce pig iron.