Heat flow and specific heat capacity in the dehydration stage of biomasses pyrolysis through thermal analyses

• Rezende-Lopes, Fernanda ^[1] ; Tannous, Katia ^[1] ; Rezende-Lopes, Thiago ^[1]
  1. [1] Universidade Estadual de Campinas

     Universidade Estadual de Campinas

     Brasil

     
• Localización: Revista UIS Ingenierías, ISSN-e 2145-8456, ISSN 1657-4583, Vol. 22, Nº. 1, 2023 (Ejemplar dedicado a: Revista UIS Ingenierías), págs. 57-68
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Flujo de calor y capacidades calorífica específica en la etapa de deshidratación de la pirólisis de biomasas por análisis térmicos
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• Resumen
  • español

    Este estudio tiene como objetivo investigar la influencia de la humedad de la caña energética y la fibra de coco sobre el flujo de calor y la capacidad calorífica específica en la etapa de deshidratación del proceso de pirólisis. Los experimentos se llevaron a cabo en un analizador simultáneo de termogravimetría y calorimetría diferencial de barrido utilizando una velocidad de calentamiento de 20 K/min en atmósfera inerte. Se identificaron tres etapas de descomposición: deshidratación (marcada por un pico endotérmico expresivo), pirólisis y carbonización. De los análisis de los aportes de agua se observó que el flujo de calor proveniente de la capacidad calorífica del agua remanente (Qwc) es despreciable en comparación con el flujo de calor proveniente de la evaporación del agua (Qwe), para ambas biomasas. Además, calculamos el flujo de calor a partir de la capacidad calorífica (Qb) y la capacidad calorífica específica experimental (cp,b) de las biomasas de 686-2371 J/kg K y 1076-2113 J/kg K, respectivamente. Así, para la etapa de deshidratación, se han propuesto ecuaciones polinómicas teóricas de tercer y cuarto orden para predecir el calor requerido para el calentamiento de las biomasas.

  • English

    This study aims to investigate the influence of the moisture of energy cane and coconut fiber on heat flow and specific heat capacity in the dehydration stage from the pyrolysis process. The experiments were carried out in a simultaneous thermogravimetry and differential scanning calorimetry analyzer using a heating rate of 20 K/min in an inert atmosphere. Three decomposition stages were identified: dehydration (marked by an expressive endothermic peak), pyrolysis, and carbonization. From the analyses of the water contributions, it was observed that the heat flow from the heat capacity of remaining water (Qwc) is negligible compared to the heat flow from the water evaporation (Qwe), for both biomasses. Also, we calculated the heat flow from the heat capacity (Qb) and the experimental specific heat capacity (cp,b) of biomasses such as 686-2371 J/kg K and 1076-2113 J/kg K, respectively. Then, for the dehydration stage, third- and fourth-order theoretical polynomial equations have been proposed to predict the heat required for the biomass heating.