Orientador : Prof. Dr. Jorg Metzger / Coorientadores: Prof. Dr. Marielle Feilstrecker e Profª Drª Patrícia Charvet / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Mestrado Profissional em Meio Ambiente Urbano e Industrial, em parceria com o Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial e a Universität Stuttgart. Defesa: Curitiba, 30/10/2012 / Inclui referências : f. 80-84 / Resumo: Este trabalho aborda os estudos realizados para remediação de águas subterrânea contaminada principalmente por tetracloroeteno (PCE) e tricloroeteno (TCE) no terreno de uma antiga indústria química. O desenvolvimento foi em três etapas distintas: remediação através da adsorção em carvão ativado; escala laboratorial para avaliação da degradabilidade dos compostos PCE/TCE com permanganato de potássio; e por fim aplicação de permanganato diretamente no freático na área da empresa. A remediação no terreno consistiu através de bombeamento da água subterrânea de nove poços, passando por uma coluna de carvão ativado. Na escala laboratorial foram realizados experimentos com amostras sintéticas e originais do poço de monitoramento de maior contaminação. A contaminação inicial diagnosticada era de 89.234 ?g/L de PCE e 65.567 de TCE. O emprego do permanganato ocorreu durante 10 campanhas de aplicação diretamente nos poços mais contaminados, em concentrações de 1, 4 e 10%. A adsorção em carvão ativado granular foi muito eficiente nos primeiros dez meses de operação obtendo uma remoção de 95% de PCE e 90% de TCE. O uso de permanganato em escala laboratorial foi muito eficiente para TCE e de difícil contato com o PCE. A aplicação em campo do permanganato, comprovou a necessidade de injeção sob pressão, a fim de aumentar o raio de influência do oxidante em solos argilosos. Os resultados obtidos comprovaram o êxito do tratamento de águas subterrâneas contaminadas com PCE/TCE mediante processos de oxidação com permanganato (in situ) e adsorção em carvão ativado granular (on site). Palavras-chave: PCE; TCE, remediação, carvão ativado e oxidação in-situ com permanganato. / Abstract: The present study was on the remediation of groundwater contaminated mainly by tetrachloroethene (PCE) and trichloroethene (TCE), in an area of an old chemical industry. The development was in three distinct steps: remediation through activated carbon, laboratory studies to evaluate the degradability of PCE/TCE with potassium permanganate and use of potassium permanganate directly on groundwater in the industry's area. The on-site remediation involved the pumping of groundwater from nine wells through an activated carbon column. Laboratory scale experiments were carried out with synthetic and original samples taken from the most contaminated monitoring well. The initial contamination diagnosed was of 89.234 ?g/L for PCE and of 65.567 ?g/L for TCE. The potassium permanganate was applied directly in the most contaminated wells in ten campaigns and in concentrations that varied from 1,4 to 10%. The granulated activated carbon adsorption was very efficient in the first months of operation and reached a removal of 95% of PCE and of 90% of TCE. The use of potassium permanganate was efficient for TCE removal but non effective for PCE. During the on-site applications it was concluded the need for pressurized injection and that there is a limit on the influence radius of the oxidant in clay soils. The results obtained were successful on the treatment of groundwater contaminated by PCE and TCE through granulated activated carbon and potassium permanganate oxidation. Keywords: PCE; TCE, remediation, activated charcoal, permanganate in-situ oxidation.

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Submitted by Laíze Fernanda Pereira null (laize_fernandapereira@yahoo.com.br) on 2016-10-03T11:51:03Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Laize Fernanda Pereira_versão final.pdf: 1765685 bytes, checksum: c480da42091df39cbc80f15e56710bec (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-10-05T17:05:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 pereira_lf_me_araiq.pdf: 1765685 bytes, checksum: c480da42091df39cbc80f15e56710bec (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-05T17:05:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pereira_lf_me_araiq.pdf: 1765685 bytes, checksum: c480da42091df39cbc80f15e56710bec (MD5) Previous issue date: 2016-09-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O carvão é a mais importante fonte de energia não renovável de origem fóssil do planeta. Um dos maiores problemas em sua utilização como fonte energética se deve à presença de enxofre na forma orgânica e inorgânica (pirita FeS2). Durante a combustão do carvão, são lançados na atmosfera vários gases, entre eles o SO2 que causam problemas ambientais como a formação de chuva ácida além da corrosão de “boilers”, oleodutos subterrâneos, instalações metálicas e maquinários de minas. Há vários processos físicos e químicos para redução do enxofre antes da combustão do carvão, no entanto, tais métodos são dispendiosos, pois necessitam de condições extremas de temperatura e pressão. Os métodos biológicos de dessulfurização deste combustível fóssil têm demonstrado serem mais eficazes para tal fim. Neste contexto o presente trabalho utilizou bactérias oxidantes de ferro e/ou enxofre, Acidithiobacillus ferrooxidans e Acidithiobacillus thiooxidans a fim de obter uma redução no conteúdo de enxofre pirítico do carvão fornecido pela Carbonífera do Cambuí. Ensaios de biolixiviação em frascos sob agitação foram conduzidos em diferentes condições com a finalidade de acompanhar a cinética de dissolução do enxofre pirítico na amostra mineral. Na fase líquida a evolução dos seguintes parâmetros foi monitorada: pH, Eh e íons ferrosos. A fase sólida foi caracterizada posteriormente através de medidas de difração de raio-X (DRX) e espectroscopia de infravermelho (FTIR). A quantificação parcial do enxofre total foi avaliada utilizando Analisador Preiser Mineco de acordo com as normas ABNT NBR 8295 e suas formas (pirítica, sulfática e orgânica) foram analisadas por normas ASTM. Os ensaios utilizando tais microrganismos obtiveram redução de 44% no teor de enxofre total e de 90% no teor de enxofre pirítico. Como resultado das análises de raio-X observou-se a redução de picos característicos da pirita e o surgimento de uma nova fase cristalina durante o tratamento biológico. Os espectros de infravermelho indicaram que os microrganismos utilizados neste estudo foram capazes de interagir apenas com a fase inorgânica do carvão. Estes ensaios de bancada forneceram parâmetros para um posterior trabalho em escala de bancada utilizando colunas de biolixiviação. / Coal is the most important non-renewable energy source of fossil origin in the world. One of the major problem in using coal as an energy source is the presence of sulfur in the organic and inorganic form (pyritic FeS2). During combustion of coal, SO2 is released in the atmosphere, causing many environmental problems such as the formation of acid rain, beside this sulfur also causes the corrosion of boilers and installations of underground metal pipelines. There are several physical and chemical processes to reduce sulfur in the coal before combustion, however, such methods are very costly, with the use of extreme temperatures and pressures. The biological method for desulfurization of the fossil fuel has proved to be more effective for such purpose. In this context, the present work evaluated the use iron and/or sulfur oxidizing bacteria, Acidithiobacillus ferrooxidans and Acidithiobacillus thiooxidans in order to obtain a maximum reduction in the pyritic sulfur content of the coal supplied by the Carbonífera Cambuí. For this purpose, the bioleaching tests were performed in shake flasks and conducted under different conditions in order to follow the pyritic sulfur kinetics of dissolution of the mineral sample. In the liquid phase, the following parameters such as pH, Eh and ferrous ions were monitored. The solid phase was characterized subsequently by means of measurements of X-ray diffraction (XRD) and infrared spectroscopy (FTIR). The partial quantification of total sulfur was evaluated using Preiser Mineco analyzer according to ABNT NBR 8295 standards and other forms such as pyritic, sulfatic and organic were analyzed by ASTM. The tests using such microorganisms obtained 44% reduction in total sulfur and 90% pyritic sulfur. The result of ray-X analyzes showed the reduction of characteristic peaks of pyrite and the emergence of a new crystalline phase during biological treatment. Infrared spectra indicated that the microorganisms used in this study were able to interact only with the inorganic phase coal. These bench tests provided parameters for further laboratory scale using bioleaching column.

Submitted by Eduardo Henrique Bizari (edubizari@ig.com.br) on 2018-04-17T11:51:15Z No. of bitstreams: 1 Tese Eduardo FINAL.pdf: 1202549 bytes, checksum: fc1e9272c4cd0e5f7c88384fa75d52bb (MD5) / Rejected by Alexandra Maria Donadon Lusser Segali null (alexmar@fcav.unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: Prezado se faz necessário que a tese em questão possua um resumo geral e um abstract geral também a parte dos mesmos referentes aos artigos ou capítulos, favor inserir os mesmos no arquivo pdf e submeter novamente ao repositório. Agradecemos a compreensão on 2018-04-18T17:25:50Z (GMT) / Submitted by Eduardo Henrique Bizari (edubizari@ig.com.br) on 2018-04-18T20:21:23Z No. of bitstreams: 2 Tese Eduardo FINAL.pdf: 1202549 bytes, checksum: fc1e9272c4cd0e5f7c88384fa75d52bb (MD5) Tese Eduardo FINAL.pdf: 1202549 bytes, checksum: fc1e9272c4cd0e5f7c88384fa75d52bb (MD5) / Approved for entry into archive by Alexandra Maria Donadon Lusser Segali null (alexmar@fcav.unesp.br) on 2018-04-19T12:48:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 bizari_eh_dr_jabo.pdf: 1202549 bytes, checksum: fc1e9272c4cd0e5f7c88384fa75d52bb (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-19T12:48:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 bizari_eh_dr_jabo.pdf: 1202549 bytes, checksum: fc1e9272c4cd0e5f7c88384fa75d52bb (MD5) Previous issue date: 2018-02-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A podridão de carvão, causada pelo fungo Macrophomina phaseolina (Tassi) Goid, tem sido uma doença de crescente importância na cultura da soja. Essa doença ocorre principalmente em regiões tropicais e subtropicais e sabe-se que sua maior incidência e severidade são observadas principalmente quando há estresse hídrico e altas temperaturas. Na tentativa de compreender o comportamento da resistência desse patógeno, objetivou-se o estudo da herança genética por meio de uma abordagem quantitativa, sendo utilizada uma análise de componentes de médias e variâncias. O experimento foi conduzido em casa de vegetação no delineamento inteiramente casualizado utilizando as seis gerações de estudo (P1, P2, F1, F2, RCr e RCs). As populações foram inoculadas com o fungo Macrophomina phaseolina por meio de sementes de sorgo infectadas. Após o estádio R8, as plantas foram avaliadas utilizando como critério a Severidade em Raiz e Caule (SRC). Foram estimados componentes de média (por meio do método dos mínimos quadrados ponderados), além das variâncias e parâmetros genéticos associados. Foi confirmado o caráter quantitativo da herança da resistência, com estimativa de 5,62 genes envolvidos na resistência. O modelo aditivo-dominante foi adequado, assim como a estimativa de parâmetros genéticos, havendo predominância de efeitos gênicos aditivos, tanto nos modelos de médias como nos de variância. / Charcoal rot disease, caused by Macrophomina phaseolina, is a disease of significant economic importance in the soybean crop. This disease occurs mainly in tropical and subtropical regions and it is known that the incidence and severity occur mainly when there is stress of water and heat. The evaluation of this pathogen is difficult due to the lack of reliable and efficient methods for the evaluation of soybean genotypes. The present work had the objective of evaluating different methods of inoculation and evaluation in ten soybean genotypes, besides discovering the degree of resistance of the genotypes studied. Infected sorghum seeds, pre-germinated seed in culture medium and infected toothpick test were the tested methods. Colony forming units and root and stem severity were evaluated. There was good correlation between evaluations of colony forming units and root and stem severity (0.87). The infected sorghum seed method was the most efficient for inoculating the pathogen in soybean genotypes. Genotype PI594302 presented higher resistance in the two evaluated parameters, being indicated its introduction in programs of genetic improvement aiming the resistance to the charcoal rot in soybean.

Orientador: Denise Bevilaqua / Banca: Mirian Cristina dos Santos / Banca: Ana Teresa Lombardi / Resumo: O carvão é a mais importante fonte de energia não renovável de origem fóssil do planeta. Um dos maiores problemas em sua utilização como fonte energética se deve à presença de enxofre na forma orgânica e inorgânica (pirita FeS2). Durante a combustão do carvão, são lançados na atmosfera vários gases, entre eles o SO2 que causam problemas ambientais como a formação de chuva ácida além da corrosão de "boilers", oleodutos subterrâneos, instalações metálicas e maquinários de minas. Há vários processos físicos e químicos para redução do enxofre antes da combustão do carvão, no entanto, tais métodos são dispendiosos, pois necessitam de condições extremas de temperatura e pressão. Os métodos biológicos de dessulfurização deste combustível fóssil têm demonstrado serem mais eficazes para tal fim. Neste contexto o presente trabalho utilizou bactérias oxidantes de ferro e/ou enxofre, Acidithiobacillus ferrooxidans e Acidithiobacillus thiooxidans a fim de obter uma redução no conteúdo de enxofre pirítico do carvão fornecido pela Carbonífera do Cambuí. Ensaios de biolixiviação em frascos sob agitação foram conduzidos em diferentes condições com a finalidade de acompanhar a cinética de dissolução do enxofre pirítico na amostra mineral. Na fase líquida a evolução dos seguintes parâmetros foi monitorada: pH, Eh e íons ferrosos. A fase sólida foi caracterizada posteriormente através de medidas de difração de raio-X (DRX) e espectroscopia de infravermelho (FTIR). A quantificação parcial do enxo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000435561-Texto+Completo-0.pdf: 2728241 bytes, checksum: da1ed4c71f1e2687c93e62b56427d257 (MD5) Previous issue date: 2011 / The Brazilian coal has about 50% ash and high sulfur content is usually classified as a low rank. Information about the mineral and organic fractions of coal, through a series of analytical characterization techniques are essential for its sustainable use. In this study, the content of mineral matter (MM) in Brazilian coal, was obtained from the ash content of medium temperature (300°C, 400°C and 370°C) and low temperature (<200°C) with oxygen plasma (LTA) with the purpose to isolate the MM without the changes caused by high temperatures (775°C) and analyze it without the interference caused by organic matter. Due to environmental problems caused by sulfur in the coal, peroxidation was evaluated as a desulfurization process and estimation of the contents of sulfur forms in coals. The results shows that the percentage of MM obtained at 300°C and LTA are approximately 8 to 17% higher than ash contents obtained at high temperatures. The process of peroxidation in hydrochloric acid media showed to be a technique that can be applied to the desulfurization of coal by removal of 86% to 98% of pyritic sulfur. The concentration of sulphate in the extracts can be used to predict the total sulfur (≤ 14% error) for samples with lower relative levels of organic sulfur (<30% Stotal). The sum of the pyritic and sulfate sulfur can also be estimated from the levels of dissolved sulfate, with errors less than 14% for most of the coals studied. Measurements of iron content gives an indication of the amount of pyrite present, with an error of ±12%. / O carvão brasileiro apresenta em média 50% de cinzas e elevados teores de enxofre sendo normalmente classificado como de baixo rank. A obtenção de informações sobre as frações mineral e carbonosa do carvão, através de uma série de técnicas analíticas de caracterização é indispensável para o seu uso sustentável. Neste estudo o conteúdo de matéria mineral (MM), em carvões brasileiros, foi obtido do teor de cinzas a média temperatura (300°C, 370oC e 400°C) e baixa temperatura (<200°C) com plasma de oxigênio (LTA) com o intuito de isolar a MM sem as transformações provocadas por altas temperaturas (775°C) e analisá-la sem a interferência provocada pela matéria carbonosa. Devido aos problemas ambientais causados pelo enxofre presente no carvão, a peroxidação foi avaliada como um processo de dessulfurização e estimativa dos teores das formas de enxofre em carvões. Os resultados mostraram que os teores de MM obtidos a 300°C e LTA são em média de 8 a 17% maiores que os teores de cinzas obtidos a altas temperaturas. O processo de peroxidação em meio ácido clorídrico mostrou ser uma técnica adequada na dessulfurização do carvão com remoções de 86% a 98% do enxofre pirítico. A medida da concentração de sulfato presente nos extratos pode ser usada na previsão do enxofre total (erros ≤ 14%) para amostras com menores teores relativos de enxofre orgânico (<30% Stotal). O somatório dos teores de enxofre pirítico e sulfático podem também ser estimados à partir dos teores de sulfato dissolvidos, com erros menores que 14% para a maioria dos carvões estudados. As medidas de teores de ferro dissolvido podem ser utilizadas na estimativa da quantidade de enxofre pirítico presente, com erro de ± 12%.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000440622-Texto+Completo-0.pdf: 2553977 bytes, checksum: b11f8c29e33dc22a9196a011c9531918 (MD5) Previous issue date: 2012 / The main use of coal is the generation of electricity, which represents 41% of all electricity generated in the world. Coal burning power plants in the southern states of Brazil produce 3. 0x106 tons of ash per year. The present work aims the integrated synthesis of zeolites NaP1 and 4A under mild conditions using coal fly ash as raw material. These zeolites present industrial and environmental applications of great importance for the country, aiming at the minimization of environmental impacts and waste generated. For the synthesis of zeolites hydrothermal process was carried out with different concentrations of the NaOH in low cost glass reactor. The liquid/solid ratio, temperature, sources of aluminum, among other factors, was also investigated. Several techniques were used, to characterize the synthesized zeolite, such as SEM, XRD, XRF, CEC, among others. The best zeolitic products were used in the effluents treatment. Under the conditions used in this study NaP1 and 4A zeolites were obtained with CEC values of 2. 5 and 4. 5 meq g-1, respectively, indicating high conversions. The zeolite NaP1 proved been highly efficient in removing Mn and NH4+, from Acid Mine Drainage and Swine manure effluents, respectively, within the emission limits imposed by legislation. The results of this study indicate that the zeolite 4A is could be used in replacement of the polyphosphate in detergents. / O principal uso do carvão é a geração de eletricidade, o que representa 41% de toda a eletricidade gerada no mundo. A combustão do carvão nas usinas dos estados do sul do Brasil gera 3,0x106 toneladas de cinzas por ano. O presente trabalho visa a síntese integrada de zeólitas NaP1 e 4 A em condições brandas, utilizando cinzas volantes de carvão como matéria-prima. Estas zeólitas apresentam aplicações industriais e ambientais de grande importância para o país, visando a minimização dos impactos ambientais e os resíduos gerados. Para a síntese das zeólitas foi realizado processo hidrotérmico com diferentes concentrações de NaOH em reator de vidro de baixo custo. A relação L/S, temperatura, as fontes de alumínio, entre outros fatores, também foram investigados. Várias técnicas foram utilizadas, para caracterizar as zeólitas sintetizadas, tais como MEV, DRX, FRX, CTC, entre outras. Os melhores produtos zeolíticos foram utilizados no tratamento de efluentes. Sob as condições utilizadas neste estudo as zeólitas NaP1 e 4 A foram obtidas com valores de CTC de 2,5 e 4,5 meq g-1, respectivamente, indicando conversões elevadas. A zeólita NaP1 provou ser altamente eficiente na remoção de Mn e NH4+, de drenagem ácida de mina e efluentes de dejetos suínos, respectivamente, dentro do limites de emissões impostos pela legislação. Os resultados deste estudo indicaram que a zeólita 4 A pode ser utilizada em substituição dos polifosfatos na formulação de detergentes.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000440819-Texto+Completo-0.pdf: 2200869 bytes, checksum: bf1098b9068b0e5cd99f0f9b9772ca25 (MD5) Previous issue date: 2012 / Coal is seen as a viable option for energy security, because of its wide availability in the world. However, its future use is largely linked to the development of clean technologies to reduce its environmental impacts. In this context, the underground coal gasification (UCG) emerges as a promising method to increase the availability of coal as an energy resource, being able to substantially reduce the emission of pollutants and greenhouse gases when linked to carbon geologic sequestration. Thus, this study aims to evaluate the influence of geological and compositional parameters of the south Brazilian coals for underground coal gasification. The deposits chosen for this evaluation were: Cambuí; Sapopema; Sul- Catarinense (Barro Branco and Bonito coal seams); Candiota; Santa Terezinha; Morungava/Chico Lomã; Charqueadas; Butiá-Leão; Iruí and Capané. The geological properties of coal seams (depth, thickness and total resources) were used as the initial selection criterion. The deposits of Butiá-Leão and Charqueadas (I1F and I2B coal seams) showed the most favorable terms to UCG, being subjected to physical and chemical analysis and experimental tests to obtain reactivity of coals by thermogravimetry. The thermogravimetry carried out allowed us to evaluate the influence of particle size and temperature on the reactivity of coals. Among the analyzed deposits, the deposit of Charqueadas, I1F coal seam, was the one with the physico-chemical and geological information more favorable for the application of the methodology of UCG. / O carvão é visto como uma opção viável para garantir a segurança energética, devido sua grande disponibilidade no mundo. Porém, o futuro da utilização desse recurso estará em grande parte vinculado ao desenvolvimento de tecnologias limpas que possibilitem a redução de seus impactos ambientais. Nesse contexto, a gaseificação in situ de carvão (UCG) surge como um método promissor e já comprovado de aumento da disponibilidade de carvão como um recurso energético, sendo capaz de reduzir substancialmente a emissão de poluentes e gases de efeito estufa quando vinculado ao sequestro geológico de carbono. Dessa maneira, o presente trabalho objetiva avaliar a influência dos aspectos geológicos e físico-químicos dos carvões sul-brasileiros para aplicação da metodologia de gaseificação in situ. As jazidas escolhidas para essa avaliação foram: Cambuí; Sapopema; Sul- Catarinense (camadas Barro Branco e Bonito); Candiota; Santa Terezinha; Morungava/Chico Lomã; Charqueadas; Butiá-Leão; Iruí e Capané. As informações geológicas das camadas de carvão (profundidade, espessura e recursos totais) foram utilizadas como critério inicial de seleção. Desse modo, as jazidas de Butiá-Leão e de Charqueadas (camadas I1F e I2B) foram as que apresentaram as condições mais favoráveis ao UCG, sendo submetidas a análises físico-químicas, bem como a ensaios experimentais para a obtenção da reatividade dos carvões por meio de termogravimetria. A termogravimetria realizada permitiu ainda avaliar a influência da granulometria e da temperatura na reatividade dos carvões. Dentre as jazidas analisadas, a jazida de Charqueadas, camada I1F, foi a que apresentou as características físico-químicas e informações geológicas mais favoráveis para a aplicação da metodologia de UCG.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-11-05Bitstream added on 2014-06-13T19:18:32Z : No. of bitstreams: 1 magalhaes_lc_me_guara.pdf: 2627349 bytes, checksum: 8fadf3c86720e6a184e9fb846efb6c45 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Esta dissertação analisou a viabilidade técnica de gaseificação de lama de alto de alto forno da ArcelorMittal Tubarão para produção de gás visando uma utilização interna. A gaseificação foi conduzida através de simulação em modelo de equilíbrio químico TCW - Termochemical Information and Equlibrium Calculation. Foram simuladas 3 misturas para gaseificação: a) 100% carvão metalúrgico de alto volátil (base das misturas), b) de lama de alto forno com 85% de carvão metalúrgico alto volátil e c) de lama de alto forno com 75% de carvão metalúrgico alto volátil. Os dois parâmetros principais que definiram a viabilidade técnica de gaseificação de lama de alto forno foram poder calorífico inferior - PCI e faixas de trabalho temperaturas no reator. O PCI do gás foi calculado a partir das frações molares de H2 e CO contidas no gás obtidos nas misturas simuladas / This dissertation analyzed the technical viability of blast furnace slurry gasification with the objective of using the obtained gas at ArcelorMittal Tubarão. The process was simulated using an equilibrium program, the TCW - Termochemical Information and Equilibrium Calculation. Three mixtures were considered for gasification: a) 100% high volatile metallurgical coal (the base of the mixtures), b) 15% slurry and 85% coal, and c) 25% slurry and 25% coal. The two main parameters that defined the technical viability of the blast furnace slurry were the mixture Low Heat Value (LHV) and the temperature ranges for work in the gasification reactor. The LHV was calculated from the molar fractions of H2 and CO in the gas obtained in the simulation

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-06-23Bitstream added on 2014-06-13T20:00:02Z : No. of bitstreams: 1 silva_am_me_guara.pdf: 2611520 bytes, checksum: 4ed9180c920917190d4d02d7ae6dd990 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho apresenta um estudo da queima de material combustível sólido injetado nas ventaneiras de um alto forno. O estudo é baseado na queima de carvões minerais e misturas considerando as reações de combustão, os parâmetros da qualidade do carvão (teor em material volátil, cinzas, carbono e oxigênio) e a análise micro-estrutural dos resíduos gerados após a queima no simulador de combustão, montado no centro de pesquisas da Companhia Siderurgica Nacional. Foi avaliada a taxa de reação do carbono dos carvões e misturas queimadas em uma termo balança. Ficou confirmado no estudo que a taxa de substituição do coque metalúrgico pelo carvão queimado no alto forno é influenciada pela eficiência de queima e que, por sua vez, é significativamente dependente das suas propriedades e das condições operacionais do alto forno. Através dos resultados obtidos ficou comprovado que os carvões com alto teor em matéria volátil queimam com maior eficiência quando comparados com os carvões de médio e baixo voláteis, porém devido ao menor teor em carbono, a sua taxa de substituição foi menor quando comparada com os carvões baixo e médio voláteis. Os carvões com maior eficiência de queima e reatividade apresentaram menor taxa de substituição nos altos fornos, quando comparados com as misturas. A análise micro-estrutural realizada nos carvões e misturas confirmou a maior eficiência de queima nos carvões mais reativos. Quanto ao coque verde de petróleo, este se mostrou de baixa eficiência de queima; porém, quando misturado a carvões de elevada reatividade, o mesmo apresentou uma eficiência de queima significativamente maior. Os resultados tanto de qualidade de ferro gusa quanto da redução de consumo de combustível nos altos fornos foram satisfatórios quando se injetou a mistura com 50% de participação. / This work presents a study on combustion of solid fuel injected in blast furnace tuyeres. The study is based on the combustion of mineral coals and blends considering the combustion reactions, the coal quality parameters (volatile matter, ash, carbon and oxygen content) and the micro structural analysis of the residues generated after coals and blends be burned it in the simulator, set up in the National Steel Company research center. The reaction rates of carbon for the coals and blends burned in a thermo balance were evaluated. It was confirmed in the study that the rate of coke replacement for the coal burned in the blast furnace is strongly influenced by the combustion efficiency, which is significantly dependent on properties and on operational conditions of the furnace. It was proven, with the obtained results, that the high volatile coals burn with higher efficiency when compared to medium and low volatile coals, but due to the lower carbon content, its replacement rate was lower when compared with low and medium volatile coals. The coals with larger combustion efficiency and reactivity presented lower replacement rates in the blast furnace, when compared with the coal blend. Micro structural analysis conducted in the coals and blends confirmed higher combustion efficiencies in more reactive coals. In relation to the green petroleum coke, it presented low combustion efficiences. However, when mixed with high volatile and high reactivity coals, its combustion efficiency was significantly increased. The results relative to the quality of the hot metal and to the reduction of fuel consumption in the blast furnace, when the blend had injected with 50% of the petroleum coke, were satisfactory.