A composição elementar (base úmida) da palha da cana-de-açúcar foi avaliada em C: 39,1%, H: 5,27 %, N: 0,51 %, O: 36,55 %, S: 0,085 %, cinzas: 3,485% e umidade 15%. Estime o PCl da palha com 15 % de umidade, depois calcule o PCI da palha considerando que a umidade de 15 % foi retirada por processo de secagem. Use a equação de Mendeleev.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem a composição elementar da palha da cana-de-açúcar úmida e precisamos calcular o Poder Calorífico Inferior (PCI) com e sem a umidade de 15%. Para isso, vamos usar a equação de Mendeleev, que ajuda a estimar o poder calorífico com base nos elementos presentes na biomassa. Vamos precisar entender como cada elemento contribui para o PCI e como ajustar para a umidade.

Passo 2

Primeiro, vamos anotar os valores que a gente tem na composição da palha:
  • Carbono ©: 39,1%
  • Hidrogênio (H): 5,27%
  • Nitrogênio (N): 0,51%
  • Oxigênio (O): 36,55%
  • Enxofre (S): 0,085%
  • Cinzas: 3,485%
  • Umidade: 15%
Esses valores estão em base úmida, ou seja, considerando a água presente na palha.

Passo 3

A equação de Mendeleev para calcular o PCI é a seguinte:
PCI = 0,243 times C + 1,127 times H - 0,107 times O - 0,93 times N - 0,008 times S
Essa equação nos dá o poder calorífico em MJ/kg a partir das porcentagens dos elementos.

Passo 4

Antes de aplicar a equação, precisamos considerar a umidade. No primeiro cálculo, a umidade é de 15%, então vamos trabalhar com os 15% de água incluídos na composição. No segundo cálculo, vamos remover essa umidade, ou seja, considerar que a palha está seca.

Passo 5

Vamos aplicar a equação de Mendeleev primeiro para a palha úmida (15% de umidade).
PCIúmida = 0,243 times 39,1 + 1,127 times 5,27 - 0,107 times 36,55 - 0,93 times 0,51 - 0,008 times 0,085 ú
Vamos calcular cada termo separadamente:

Passo 6

Agora, somamos todos esses valores para obter o PCI da palha úmida:
PCIúmida = 9,5133 + 5,93529 - 3,90385 - 0,4743 - 0,00068 = 10,06946 , MJ/kg ú

Passo 7

Agora, vamos calcular o PCI da palha seca, ou seja, sem os 15% de umidade. Para isso, precisamos ajustar as porcentagens dos elementos para considerar apenas os 85% de matéria seca.
Primeiro, removemos a umidade:
Composição seca = Composição úmida1 - Umidade = Composição úmida0,85 çãçãúçãú
Vamos recalcular as porcentagens:
  • Cinzas =

Passo 8

Agora, aplicamos novamente a equação de Mendeleev com as novas porcentagens:
PCIseca = 0,243 times 45,96 + 1,127 times 6,20 - 0,107 times 42,99 - 0,93 times 0,60 - 0,008 times 0,10
Calculando cada termo:

Passo 9

Somando esses valores, obtemos o PCI da palha seca:
PCIseca = 11,1587 + 6,9794 - 4,606 - 0,558 - 0,0008 approx 13,9733 , MJ/kg

Resposta

O Poder Calorífico Inferior (PCI) da palha da cana-de-açúcar com 15% de umidade é aproximadamente 10,07 MJ/kg. Após remover a umidade de 15% por secagem, o PCI aumenta para cerca de 13,97 MJ/kg.

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