Estudo do comportamento da co-combustão da borra de café e do bagaço de cana-de-açúcar

With the unbridled growth of energy demand, the use based on fossil fuels has become a global problem. However, the search for sources that are less harmful to the environment began to intensify, and an alternative that has been adopted is the use of renewable sources, especially biomass. The work aimed to carry out the development of studies in international databases on the biomass co-combustion process, in addition to studying the co-combustion process of coffee grounds (BCF) and sugarcane bagasse (BCC), characterizing the physicochemical properties of these residues. To carry out the work, a bibliometric study was carried out using keywords in the Web of Science databases - Main Collection and Science Direct, analyzing the studies that addressed the chosen theme, as well as analyzes of the BCF and BCC through the characterizations physicochemical analysis of samples (immediate analysis, higher calorific value analysis and X-ray fluorescence) and thermogravimetric analysis. The results obtained showed that, through the literature review of the databases, studies on the subject are growing over the years, especially from 2016 to 2020, as it was also noted that in the vast majority of studies the co-combustion process was made between biomasses with coal and that with co-combustion the value of the activation energy (Ae) was lower than the combustion of each residue. The results of the immediate analysis showed that the levels of volatile material found both for the samples (BCF and BCC) and for the fixed carbon showed that there is a large amount of compounds that can be devolatilized, in addition to the values obtained from PCS BCF (18.34 MJ.kg-1) and BCC (18.05 MJ.kg-1) are comparable to traditional biomass fuels that have already been used for energy purposes. Through thermogravimetric analysis it was noted that the beginning of the thermal decomposition of BCF and BCC occurred in the range of 150 ºC, as well as that, in the oxidizing atmosphere, there was a thermal stability of the samples at lower temperatures. And regarding the co-combustion process, it was observed that the greatest mass loss occurs around 150 ºC to 350 ºC in all mixtures, and the mixture of 25% BCF with 75% BCC was the most reactive either by the Ignition temperature (Tig) (175 °C) and by the higher rate of mass loss at a lower temperature (25%.min-1 at 402 °C). Therefore, through this work it was possible to have an overview of the production of articles and that BCF and BCC biomass and their mixtures may have a good applicability in their use for energy purposes in combustion processes. Nenhuma Com o crescimento desenfreado pela demanda energética, a utilização baseada em combustíveis fósseis tornou-se uma problemática mundial. No entanto, a busca por fontes menos prejudiciais ao meio ambiente passou a se intensificar, e uma alternativa que tem sido adotada é a utilização de fontes renováveis, em especial a biomassa. O trabalho teve como objetivo realizar o desenvolvimento de estudos em bancos de dados internacionais sobre o processo de co-combustão de biomassas, além de estudar o processo de co-combustão da borra de café (BCF) e do bagaço de cana-de-açúcar (BCC), caracterizando as propriedades físico-químicas destes resíduos. Para realização do trabalho foi feito um estudo bibliométrico através de palavras-chave nos bancos de dados Web of Science - Coleção Principal e Science Direct, analisando os estudos que abordaram sobre a temática escolhida, como também análises da BCF e do BCC por meio das caracterizações físico-químicas das amostras (análise imediata, análise do poder calorífico superior e fluorescência de raios X) e análise termogravimétrica. Os resultados obtidos mostraram que através da revisão de literatura dos bancos de dados os estudos sobre a temática estão crescendo com o passar dos anos, principalmente de 2016 a 2020, como também foi notado que na grande maioria dos estudos o processo de co-combustão era feito entre biomassas com carvão e que com a co-combustão o valor da energia de ativação (Ea) era menor do que a combustão de cada resíduo. Já os resultados da análise imediata mostraram que os teores de material volátil encontrados tanto para as amostras (BCF e BCC) como os do carbono fixo apontaram que há uma grande quantidade de compostos que podem ser devolatilizados, além de que, os valores obtidos do PCS da BCF (18,34 MJ.kg-1) e do BCC (18,05 MJ.kg-1) são comparáveis aos dos combustíveis tradicionais de biomassa que já foram utilizadas para fins energéticos. Através das análises termogravimétricas notou-se que o início da decomposição térmica da BCF e do BCC ocorreu na faixa dos 150 ºC, como também, que na atmosfera oxidante teve uma estabilidade térmica das amostras em temperaturas inferiores. E com relação ao processo de co-combustão, observou-se que a maior perda de massa ocorre em torno de 150 ºC a 350 ºC em todas as misturas, e a mistura de 25% de BCF com 75% de BCC foi a mais reativa seja pela Temperatura de ignição (Tig) (175 ºC) e pela a maior taxa de perda de massa a uma menor temperatura (25%.min-1 a 402 ºC). Logo, por meio desse trabalho foi possível ter uma visão geral sobre as produções de artigos e que as biomassas BCF e BCC e as suas misturas, poderão ter uma boa aplicabilidade no seu aproveitamento para fins energéticos nos processos de combustão.