Neste trabalho, determinou-se a energia de ativação (Ea) no processo de combustão de três óleos combustíveis cedidos pela Petrobrás–Cenpes e denominados por A, B e C. Empregou-se análise termogravimétrica (TG) utilizando um sistema Shimadzu 51H e, para todas as amostras observaram-se três regiões oxidativas distintas identificadas como, oxidação à baixa temperatura (LTO), depósito de combustível (FD) e oxidação à alta temperatura (HTO). As energias de ativação foram determinadas como uma função do grau de conversão ('alfa') e temperatura na região LTO e utilizando-se dois métodos cinéticos, denominados ASTM E 1641 (Flynn eWall) e Model Free Kinetics de Vyazovkin. Empregaram-se as seguintes razões de aquecimento: 2,5; 5,0; 10,0; 15,0 e 20,0°C por min entre a temperatura ambiente e 600°C. As demais condições experimentais foram: massa da amostra de aproximadamente 20 mg, suporte de amostra de alumínio e gás de arraste ar sintético com vazão de 100 mL/min. Os valores de Ea encontrados foram os mesmos para ambos os métodos cinéticos: 44 ± 7% kJ/mol ('alfa'=0,1 a 0,9) para amostra A. Para a amostra B os valores de Ea foram em média de 48 ± 4% kJ/mol ('alfa'=0,1 a 0,5) e 66 ± 16% kJ/mol ('alfa'=0,5 a 0,9) e, para a amostra C os valores de Ea foram em média de 58 ± 4% kJ/mol ('alfa'=0,1 a 0,5) e 65 ± 5% kJ/mol ('alfa'=0,5 a 0,9). Conclui-se que a Ea pode ser usada como um parâmetro adequado para apontar uma tendência de comportamento e para caracterizar diferentes óleos sob processo de combustão / In this work activation energies (Ea) in the combustion of three fuels oils were determined through thermogravimetry. The oil samples, here named A, B and C were supplied by Petrobras-Cenpes. The thermogravimetric experiments were performed in a Shimadzu TGA-51H analyzer. In all the combustion experiments three distinct oxidation regions were observed, identified as low temperature oxidation (LTO), fuel deposition (FD) and high temperature oxidation (HTO). Activation energies were determined as a function of conversion degree ('alfa') and temperature for LTO region, following two different procedures, namely Model Free Kinetics and ASTM E 1641. Transient experiments were performed from room temperature up to 600°C, at heating rates of 2.5, 5.0, 10.0, 15.0 and 20.0°C for min. Samples of 20.0 ± 0.5 mg and aluminum crucibles were used. The reacting atmosphere was synthetic air, which was continuously blown over the samples, throughout the analyzer furnace, at a volumetric rate of 100 mL/min. The activation energies resulted equal for both considered methods. For oil A, the activation energy resulted 44 ± 7% kJ/mol ('alfa'=0.1 to 0.9). For oil B it resulted in average 48 ± 4% kJ/mol ('alfa'=0.1 to 0.5) and 66 ± 16% kJ/mol ('alfa'=0.5 to 0.9). For oil C the activation energy resulted 58 ± 3% kJ/mol ('alfa'=0.1 to 0.5) e 65 ± 5% kJ/mol ('alfa'=0.5 to 0.9). It is concluded that the oxidation activation energy is a suitable parameter concerning to point out a tendency of behavior and characterizing different oils under combustion process

Neste trabalho, determinou-se a energia de ativação (Ea) no processo de combustão de três óleos combustíveis cedidos pela Petrobrás–Cenpes e denominados por A, B e C. Empregou-se análise termogravimétrica (TG) utilizando um sistema Shimadzu 51H e, para todas as amostras observaram-se três regiões oxidativas distintas identificadas como, oxidação à baixa temperatura (LTO), depósito de combustível (FD) e oxidação à alta temperatura (HTO). As energias de ativação foram determinadas como uma função do grau de conversão ('alfa') e temperatura na região LTO e utilizando-se dois métodos cinéticos, denominados ASTM E 1641 (Flynn eWall) e Model Free Kinetics de Vyazovkin. Empregaram-se as seguintes razões de aquecimento: 2,5; 5,0; 10,0; 15,0 e 20,0°C por min entre a temperatura ambiente e 600°C. As demais condições experimentais foram: massa da amostra de aproximadamente 20 mg, suporte de amostra de alumínio e gás de arraste ar sintético com vazão de 100 mL/min. Os valores de Ea encontrados foram os mesmos para ambos os métodos cinéticos: 44 ± 7% kJ/mol ('alfa'=0,1 a 0,9) para amostra A. Para a amostra B os valores de Ea foram em média de 48 ± 4% kJ/mol ('alfa'=0,1 a 0,5) e 66 ± 16% kJ/mol ('alfa'=0,5 a 0,9) e, para a amostra C os valores de Ea foram em média de 58 ± 4% kJ/mol ('alfa'=0,1 a 0,5) e 65 ± 5% kJ/mol ('alfa'=0,5 a 0,9). Conclui-se que a Ea pode ser usada como um parâmetro adequado para apontar uma tendência de comportamento e para caracterizar diferentes óleos sob processo de combustão / In this work activation energies (Ea) in the combustion of three fuels oils were determined through thermogravimetry. The oil samples, here named A, B and C were supplied by Petrobras-Cenpes. The thermogravimetric experiments were performed in a Shimadzu TGA-51H analyzer. In all the combustion experiments three distinct oxidation regions were observed, identified as low temperature oxidation (LTO), fuel deposition (FD) and high temperature oxidation (HTO). Activation energies were determined as a function of conversion degree ('alfa') and temperature for LTO region, following two different procedures, namely Model Free Kinetics and ASTM E 1641. Transient experiments were performed from room temperature up to 600°C, at heating rates of 2.5, 5.0, 10.0, 15.0 and 20.0°C for min. Samples of 20.0 ± 0.5 mg and aluminum crucibles were used. The reacting atmosphere was synthetic air, which was continuously blown over the samples, throughout the analyzer furnace, at a volumetric rate of 100 mL/min. The activation energies resulted equal for both considered methods. For oil A, the activation energy resulted 44 ± 7% kJ/mol ('alfa'=0.1 to 0.9). For oil B it resulted in average 48 ± 4% kJ/mol ('alfa'=0.1 to 0.5) and 66 ± 16% kJ/mol ('alfa'=0.5 to 0.9). For oil C the activation energy resulted 58 ± 3% kJ/mol ('alfa'=0.1 to 0.5) e 65 ± 5% kJ/mol ('alfa'=0.5 to 0.9). It is concluded that the oxidation activation energy is a suitable parameter concerning to point out a tendency of behavior and characterizing different oils under combustion process

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O presente trabalho mostra uma análise sobre as emissões de material particulado, SO2, SO3, CO e NOx em uma planta industrial de produção de vapor. A análise é um estudo de caso e compara essas emissões usando óleo combustível e gás natural como combustível e a tecnologia empregada para o processo de combustão na operação das caldeiras. Os resultados foram obtidos durante os últimos onze anos em diferentes condições de operações e equipamentos. Para operação com óleo, o processo de atomização tem uma influência significativa nas emissões de poluentes. O uso de atomizadores do tipo air-blast diminui a emissão de material particulado quando comparado com atomização mecânica. A combustão de gás natural sempre proporcionou menores emissões, a despeito da tecnologia empregada para combustão do óleo / The present work presents an analysis of the emissions of the particulate material, SO2, SO3, CO and NOx in a steam production industrial plant. The analysis is a case study, and compares these emissions using fuel oil and natural gas as fuels and the technology employed for the combustion process on the boilers operation. The results were obtained during the last eleven years in different operational conditions and equipments. For oil operation, the atomization process has a significant influence on these pollutants emissions. The use of air blast atomization decreases the emissions of particulate material when compared with mechanical atomization. The natural gas combustion has always provided minor emissions, in spite of the of the oil combustion technology employed.

This study presents an environmental assessment of a bi-fuel Thermal Power Plant (TPP) in the Brazilian Amazon Region. The TPP was originally designed to use Heavy Fuel Oil (HFO), but with the Natural Gas (NG) extraction from Amazon basin, the TPP was modified to use NG and HFO concomitant. For observation of differences, it was performed a comparative study of this power plant in two situations: using only heavy fuel oil and using HFO and NG concomitantly. The life cycle assessment methodology was conducted from “cradle-to-gate”. The CML baseline method was used to assess the midpoint impacts. Primary data were collected by personal visits for environmental emissions, wastewater, fuel used, and technical specifications. Eleven impacts categories were considered and Monte Carlo (MC) Analysis was used to assess and to obtain robust results. The study shows that upstream processes have more impacts except global warming potential, eutrophication, acidification, human toxicity and photochemical oxidation where TPP showed the major contribution. The bi-fuel conversion resulted in lower power plant contributions in the impacts as, for example, a reduction of 61.1 % in Eutrophication Potential. In addition, throughout the life cycle the bi-fuel power plant, when the operation is compared with HFO only, has six potential impacts lower. In addition, MC analysis showed that Eutrophication Potential and Acidification Potential (AP) are smaller in the bi-fuel operation in 100% of the cases. Besides, it is an interesting observation that global warming results by MC analysis showed that there are no statistic differences between the two modes of operation. / Este estudo apresenta uma avaliação ambiental de uma Usina Termelétrica (UTE) bicombustível na região amazônica brasileira. A UTE foi originalmente desenvolvida para usar Óleo Combustível Pesado (HFO, em inglês), mas com a extração de Gás Natural (GN) da bacia Amazônica, a UTE foi modificada para utilizar GN e HFO concomitantemente. Para observação das diferenças, foi realizado um estudo comparativo desta UTE em duas situações: utilizando somente HFO e usando HFO e GN concomitantemente. A metodologia de Avaliação do Ciclo de Vida foi conduzida do “berço-ao-portão”. O método CML baseline foi utilizado para avaliar os impactos midpoint. Dados primários foram coletados através de visitas pessoais para as emissões ambientais, efluentes hídricos, combustíveis utilizados e especificações técnicas da UTE. Onze categorias de impactos foram consideradas e análise de Monte Carlo (MC) foi empregada para fornecer maior robustez aos resultados. O estudo mostrou que processos à montante têm maiores impactos, exceto para Potencial de Aquecimento Global (PAG), Eutrofização, Acidificação, Toxicidade Humana e Oxidação Fotoquímica, onde a UTE apresentou as maiores contribuições. A conversão para o modo bicombustível resultou em menor contribuição da UTE nos impactos, como por exemplo, a redução de 61,1% em Potencial de Eutrofização (PE). Além disso, a UTE bicombustível tem, ao longo do ciclo de vida, quando comparada à operação somente com HFO, seis potenciais impactos menores de onze impactos avaliados. Além disso, análise de MC mostrou que o PE e o Potencial de Acidificação (PA) são menores na operação bicombustível em 100% dos casos. Ainda, uma interessante observação é que os resultados do PAG pela Análise de MC mostram que não há diferenças estatísticas entre os dois modos de operação.

This study presents an environmental assessment of a bi-fuel Thermal Power Plant (TPP) in the Brazilian Amazon Region. The TPP was originally designed to use Heavy Fuel Oil (HFO), but with the Natural Gas (NG) extraction from Amazon basin, the TPP was modified to use NG and HFO concomitant. For observation of differences, it was performed a comparative study of this power plant in two situations: using only heavy fuel oil and using HFO and NG concomitantly. The life cycle assessment methodology was conducted from “cradle-to-gate”. The CML baseline method was used to assess the midpoint impacts. Primary data were collected by personal visits for environmental emissions, wastewater, fuel used, and technical specifications. Eleven impacts categories were considered and Monte Carlo (MC) Analysis was used to assess and to obtain robust results. The study shows that upstream processes have more impacts except global warming potential, eutrophication, acidification, human toxicity and photochemical oxidation where TPP showed the major contribution. The bi-fuel conversion resulted in lower power plant contributions in the impacts as, for example, a reduction of 61.1 % in Eutrophication Potential. In addition, throughout the life cycle the bi-fuel power plant, when the operation is compared with HFO only, has six potential impacts lower. In addition, MC analysis showed that Eutrophication Potential and Acidification Potential (AP) are smaller in the bi-fuel operation in 100% of the cases. Besides, it is an interesting observation that global warming results by MC analysis showed that there are no statistic differences between the two modes of operation. / Este estudo apresenta uma avaliação ambiental de uma Usina Termelétrica (UTE) bicombustível na região amazônica brasileira. A UTE foi originalmente desenvolvida para usar Óleo Combustível Pesado (HFO, em inglês), mas com a extração de Gás Natural (GN) da bacia Amazônica, a UTE foi modificada para utilizar GN e HFO concomitantemente. Para observação das diferenças, foi realizado um estudo comparativo desta UTE em duas situações: utilizando somente HFO e usando HFO e GN concomitantemente. A metodologia de Avaliação do Ciclo de Vida foi conduzida do “berço-ao-portão”. O método CML baseline foi utilizado para avaliar os impactos midpoint. Dados primários foram coletados através de visitas pessoais para as emissões ambientais, efluentes hídricos, combustíveis utilizados e especificações técnicas da UTE. Onze categorias de impactos foram consideradas e análise de Monte Carlo (MC) foi empregada para fornecer maior robustez aos resultados. O estudo mostrou que processos à montante têm maiores impactos, exceto para Potencial de Aquecimento Global (PAG), Eutrofização, Acidificação, Toxicidade Humana e Oxidação Fotoquímica, onde a UTE apresentou as maiores contribuições. A conversão para o modo bicombustível resultou em menor contribuição da UTE nos impactos, como por exemplo, a redução de 61,1% em Potencial de Eutrofização (PE). Além disso, a UTE bicombustível tem, ao longo do ciclo de vida, quando comparada à operação somente com HFO, seis potenciais impactos menores de onze impactos avaliados. Além disso, análise de MC mostrou que o PE e o Potencial de Acidificação (PA) são menores na operação bicombustível em 100% dos casos. Ainda, uma interessante observação é que os resultados do PAG pela Análise de MC mostram que não há diferenças estatísticas entre os dois modos de operação.

This study presents an environmental assessment of a bi-fuel Thermal Power Plant (TPP) in the Brazilian Amazon Region. The TPP was originally designed to use Heavy Fuel Oil (HFO), but with the Natural Gas (NG) extraction from Amazon basin, the TPP was modified to use NG and HFO concomitant. For observation of differences, it was performed a comparative study of this power plant in two situations: using only heavy fuel oil and using HFO and NG concomitantly. The life cycle assessment methodology was conducted from “cradle-to-gate”. The CML baseline method was used to assess the midpoint impacts. Primary data were collected by personal visits for environmental emissions, wastewater, fuel used, and technical specifications. Eleven impacts categories were considered and Monte Carlo (MC) Analysis was used to assess and to obtain robust results. The study shows that upstream processes have more impacts except global warming potential, eutrophication, acidification, human toxicity and photochemical oxidation where TPP showed the major contribution. The bi-fuel conversion resulted in lower power plant contributions in the impacts as, for example, a reduction of 61.1 % in Eutrophication Potential. In addition, throughout the life cycle the bi-fuel power plant, when the operation is compared with HFO only, has six potential impacts lower. In addition, MC analysis showed that Eutrophication Potential and Acidification Potential (AP) are smaller in the bi-fuel operation in 100% of the cases. Besides, it is an interesting observation that global warming results by MC analysis showed that there are no statistic differences between the two modes of operation. / Este estudo apresenta uma avaliação ambiental de uma Usina Termelétrica (UTE) bicombustível na região amazônica brasileira. A UTE foi originalmente desenvolvida para usar Óleo Combustível Pesado (HFO, em inglês), mas com a extração de Gás Natural (GN) da bacia Amazônica, a UTE foi modificada para utilizar GN e HFO concomitantemente. Para observação das diferenças, foi realizado um estudo comparativo desta UTE em duas situações: utilizando somente HFO e usando HFO e GN concomitantemente. A metodologia de Avaliação do Ciclo de Vida foi conduzida do “berço-ao-portão”. O método CML baseline foi utilizado para avaliar os impactos midpoint. Dados primários foram coletados através de visitas pessoais para as emissões ambientais, efluentes hídricos, combustíveis utilizados e especificações técnicas da UTE. Onze categorias de impactos foram consideradas e análise de Monte Carlo (MC) foi empregada para fornecer maior robustez aos resultados. O estudo mostrou que processos à montante têm maiores impactos, exceto para Potencial de Aquecimento Global (PAG), Eutrofização, Acidificação, Toxicidade Humana e Oxidação Fotoquímica, onde a UTE apresentou as maiores contribuições. A conversão para o modo bicombustível resultou em menor contribuição da UTE nos impactos, como por exemplo, a redução de 61,1% em Potencial de Eutrofização (PE). Além disso, a UTE bicombustível tem, ao longo do ciclo de vida, quando comparada à operação somente com HFO, seis potenciais impactos menores de onze impactos avaliados. Além disso, análise de MC mostrou que o PE e o Potencial de Acidificação (PA) são menores na operação bicombustível em 100% dos casos. Ainda, uma interessante observação é que os resultados do PAG pela Análise de MC mostram que não há diferenças estatísticas entre os dois modos de operação.

Made available in DSpace on 2015-03-26T14:01:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 793841 bytes, checksum: ee6c687009a5748f89407dde55951878 (MD5) Previous issue date: 2013-09-23 / The Six Sigma has been an important management tool used in several production and services sectors in order to increase processes efficiency and provide higher profit to the corporations. This work presents a successful case of the use of this methodology in a kraft pulp mill in order to reduce the fuel oil demand in a lime kiln. The project had a goal to reduce in 6% the oil consumption in the lime kiln, i.e., reduce from an average of 167 to 157 kg/t CaO. Implementing DMAIC tool (D-define, M-measure, A-analyzing, I-improve, C-control) was possible to achieve the project goal and this achievement represented an annual financial return equivalent to approximately U$ 1,4 million. / Na busca de um aumento de eficiência, do desempenho e uma maior lucratividade das empresas, a ferramenta Seis Sigma encontra-se bastante difundida e utilizada em diversos setores de produção e serviços. Baseado em resultados encontrados, e ciente dos inúmeros benefícios que a implantação dessa ferramenta oferece, este trabalho vem demonstrar uma experiência de aplicação da metodologia Seis Sigma para a redução do consumo de óleo combustível em um forno de cal de uma empresa de polpa celulósica kraft. O projeto teve como meta reduzir em 6% o consumo de óleo, passando de uma média de consumo de 167 para 157 kg/t de CaO. Com a implantação das etapas referentes à ferramenta (D-definir; M-medir; A- analisar; I-implementar; C-controlar) foi possível alcançar a meta do projeto. O alcance da meta gerou um retorno financeiro anual equivalente a R$ 3.24 milhões.