A composição elementar (base úmida) da palha da cana-de-açúcar foi avaliada em C: 39,1%, H:
, cinzas: 3,485% e umidade 15%. Estime o PCl da palha com
de umidade, depois calcule o PCI da palha considerando que a umidade de
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:
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).
Vamos calcular cada termo separadamente:
Passo 6
Agora, somamos todos esses valores para obter o PCI da palha úmida:
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:
Vamos recalcular as porcentagens:
-
-
-
-
-
- Cinzas =
Passo 8
Agora, aplicamos novamente a equação de Mendeleev com as novas porcentagens:
Calculando cada termo:
Passo 9
Somando esses valores, obtemos o PCI da palha seca:
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.