Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-20T05:00:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T02:43:46Z : No. of bitstreams: 1 182723.pdf: 13820867 bytes, checksum: 7391927251ab17792a8455b881c77936 (MD5) / O processo de combustão é uma tecnologia antiga, o qual ainda fornece mundialmente o maior suporte de energia para as operações industriais, transformando energia química em energia térmica e sendo acompanhada, em geral, pela formação de gases poluentes. No presente trabalho foi estudada a influência do tipo de carvão e condições de operação no processo de combustão, através do desenvolvimento de um modelo de gerenciamento da combustão, para o qual foi desenvolvido um software específico, e também mediante a realização de testes experimentais na planta industrial de uma usina termelétrica de queima de carvão pulverizado. Foram estudadas as emissões dos poluentes SO2 e NO como uma função da composição do carvão e também realizou-se experimentos onde variou-se individualmente o coeficiente de excesso de ar, analisando-se assim a influência desta variável nas emissões de CO e NO e na presença de carbono nas cinzas. Verificou-se, através da análise dos gases de combustão, que a emissão de SO2 é diretamente proporcional ao teor de enxofre do carvão. Nos testes experimentais, observou-se que o excesso de ar exerce uma pequena influência na formação do NO total proveniente da combustão de carvão, sendo que um aumento desta variável diminui a emissão do NO. Em relação à emissão de CO, houve uma formação significativa deste poluente quando se utilizou um excesso de ar abaixo de 25% e a presença de carbono não queimado na cinza leve também foi diretamente influenciada pelo controle do excesso de ar. Comparando-se os resultados das análises dos gases de combustão medidos na planta industrial com os valores calculados pelo software GERCOM 1.0, verificou-se uma excelente concordância, confirmando a validade do modelo de gerenciamento.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-15T22:48:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T15:00:19Z : No. of bitstreams: 1 180871.pdf: 2298141 bytes, checksum: efabf65cf9b17cb0712f88a74b03474d (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. / Made available in DSpace on 2012-10-15T23:49:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2013-07-16T17:06:26Z : No. of bitstreams: 1 263414.pdf: 3515833 bytes, checksum: bdd0cdef5a3dcd92e62f6e8fba7b9ef0 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Curso de Pós-Graduação em Físico-Química / Made available in DSpace on 2012-10-16T00:09:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T15:30:39Z : No. of bitstreams: 1 202916.pdf: 2670521 bytes, checksum: 8fb41a5cfc10dc279ed4d9ec44ec37e8 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:54:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 320778.pdf: 2405244 bytes, checksum: c6b5d721afb66fee0d28551ba0b98ea9 (MD5) Previous issue date: 2013 / O carvão é uma das maiores fontes de energia não renovável do pais. Para cada tonelada de carvão lavrada, são gerados aproximadamente 60% de resíduos sólidos compostos, principalmente, por pirita (FeS2). Tal material apresenta várias possibilidades de utilização, podendo ser precursora de produtos comoenxofre, fertilizantes e hematita.Nos últimos anos, uma série de estudos relacionados a pirita tem sido publicado, porém informações referentes a cinética, mecanismos e produtos de reações apresentam os mais variados resultados. Essa dissertação teve como objetivo estudar a cinética das reações de decomposição e oxidação da pirita fazendo uso do método de Friedman. Este método utiliza dados experimentais de perda de massa por termogravimetria para determinar a energia de ativação das reações. Para tanto, amostras de pirita foram submetidas a análises termogravimétricas utilizando diferentes taxas de aquecimento ? 2.,5, 5, 7.,5 e 10 K.min-1 ? e em atmosferas inerte e oxidante.As amostras utilizadas no estudo foram caracterizadas através de análises química e mineralógica e avaliação das propriedades magnéticas. Os resultados de energia de ativação calculados concordam comresultadosencontrados na literatura, sendo de aproximadamente 280 kJ.mol-1 para atmosfera inerte e 930 kJ.mol-1 para atmosfera oxidante. <br> / Abstract : Coal is a major source of non-renewable energy in the country. For each ton of coal extracted, approximately 60% of solid waste aregenerated composed mainly of pyrite (FeS2). Such materials have many potential uses, and can be a precursor of products such as sulfur, fertilizers and hematite. In recent years, a number of studies relating to pyrite has been published, but informations regarding the kinetic mechanisms and reaction products have the most varied results. This dissertation aims to study the kinetics of the decomposition and oxidation reactions of pyrite by making use of Friedman?s method. This method uses experimental data of mass loss by thermogravimetry to determine the activation energy of reactions. For this purpose, samples of pyrite were subjected to thermogravimetric analysis using different heating rates ? 2.5, 5, 7.5 and 10 K.min-1 ? and in inert and oxidizing atmospheres. The samples used in the study were characterized by chemical and mineralogical analysis and evaluation of the magnetic properties. The activation energy calculated from Friedman's method agreewith data in the literature, being approximately 280 kJ.mol-1 for inert atmosphere and 930 kJ.mol-1 for oxidizing atmosphere.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-12-13T03:08:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2016Bitstream added on 2016-12-20T03:09:33Z : No. of bitstreams: 1 343043.pdf: 3406136 bytes, checksum: a39084e3810e56728a1dee6fa51f0acc (MD5) / A cinza pesada do carvão é um resíduo industrial disponível em grande escala na região sul do Brasil, que tem sido pesquisado pelo grupo de Valorização de Resíduos Industriais (ValoRes) da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) para ser utilizado como um material de baixo impacto ambiental em matrizes cimentícias. Porém, existem poucos estudos que avaliam o desempenho ambiental deste tipo de material. Neste estudo o método da avaliação do ciclo de vida (ACV) foi aplicado em um estudo de caso comparativo, entre um sistema vertical de vedação convencional e outro contendo adição de cinza pesada (CzP). A unidade funcional definida é um metro quadrado do sistema vertical de vedação do protótipo de habitação popular construído na UFSC. Este estudo considera as etapas do ciclo de vida das matérias-primas utilizadas para a confecção dos produtos, incluindo: extração da matéria-prima, produção dos materiais e transporte para distribuição, considerando ainda o consumo de combustíveis para o transporte nas mudanças de fase e consumo de recursos para a produção dos subsistemas. São consideradas o cálculo das questões referente aos fluxos de entrada (consumo de recursos naturais, consumo de materiais e combustíveis e consumo de recursos energético) e de saída (resíduos, emissões para o ar, emissões para água e emissões para o solo), ao longo do ciclo de vida do sistema do produto. As categorias de impacto analisadas são as disponíveis no método CML (GUINÉE et al., 2002): acidificação, esgotamento dos recursos abióticos, eutrofização, formação de ozônio fotoquímico, potencial de aquecimento global, toxicidade humana e uso do solo. Além desses indicadores, o consumo de água e de energia também foi calculado, pois é uma forte preocupação na engenharia civil. Os cálculos foram realizados com auxílio da ferramenta de apoio SimaPro versão 8 faculty (PRé, 2016), que é uma ferramenta de comparação de produtos. O estudo demonstra que para as categorias analisadas o uso da cinza pesada contribui para redução dos impactos globais, exceto para a categoria de impacto potencial de aquecimento global, em que os resultados são semelhantes nos dois cenários.<br> / Abstract : The bottom ash is an industrial residue available on a large scale in southern Brazil, which has been researched by the study group Valuation of Industrial Waste (ValoRes) of the University Federal os Santa Catarina (UFSC) to be used as a low environmental impact material in cement matrices. However, there are limited studies available to assess the environmental performance of this type of material. In this study the life cycle assessment method (LCA) was applied in the case of a comparative study between a conventional mansory wall system and other containing the addition of bottom ash. The functional unit is one meter square of mansory wall system of prototype housing built at UFSC. This study considers the stages of the life cycle of raw materials used for the manufacture of products, including: extraction of raw materials, production of materials and transport to distribution, also considering the consumption of fuels for transportation in the phase changes and resource consumption for the production of subsystems. Are considered the calculation of issues related to flows (consumption of resources, consumption of energy resources and consumption of materials and fuels) and output (waste and emissions), the system throughout the product lifecycle. Analyzed the impact categories are available at method CML (GUINÉE et al., 2002): acidification, depletion of abiotic resources, eutrophication, photochemical ozone formation, global warming potential, human toxicity and land use. In addition to these indicators, the consumption of water and energy was also calculated because it is a strong concern in civil engineering. Calculations were performed with the help of version SimaPro 8 faculty (PRé, 2016), which is a product comparison tool. The study shows that for the categories analyzed the use of bottom ash helps reduce the global impacts, except for the potential impact category global warming, where the results were similar in both scenarios.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Física e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química. / Made available in DSpace on 2012-10-19T04:10:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T19:52:33Z : No. of bitstreams: 1 181661.pdf: 16313040 bytes, checksum: c5e521a0baa4ff6b86a7dd8b781eb2ff (MD5) / Um método é proposto para a determinação de metais traço em carvão na forma de suspensão por espectrometria de massa com fonte de plasma indutivamente acoplado com introdução da amostra por vaporização eletrotérmica (ETV-ICP-MS). A calibração externa com soluções analíticas e a calibração por diluição isotópica (ID) foram empregadas como técnicas de calibração. As suspensões das amostras foram preparadas em ácido nítrico 5% v/v e colocadas em banho ultra-som para auxiliar na extração dos analitos. Para a ID as suspensões foram colocadas em banho ultra-som por 60 minutos e no banho-maria por 120 minutos. Após a otimização programa de temperatura do ETV, a metodologia foi aplicada à amostras cerificadas de carvão para determinar a concentração de As, Mn, Pb e Se utilizando a calibração externa, e Cd, Hg, Pb e Tl por diluição isotópica. Os reultados obtidos para os metais de interesse foram concordantes com os valores certificados.

[pt] A Indústria siderúrgica, visando contribuir com a minimização das emissões de CO2, têm promovido o estudo de vários materiais carbonosos, um deles sen-do a alternativa relacionada à utilização do carvão vegetal como fonte renovável. O objetivo principal desse trabalho foi medir, em escala de laboratório, a reativi-dade ao CO2 dos materiais carbonosos, em particular o uso do carvão vegetal em comparação com o mineral, o coque metalúrgico e o coque verde de petró-leo, utilizando para tal o método de perda de peso (ASTM D5341-99). O proces-so se realizou usando briquetes de cada material, previamente cominuido a um tamanho de partícula menor que 125 m, levados a um forno tubular a uma tem-peratura de trabalho de 1100 garus Celsius, com injeção de N2 para manter uma atmosfera inerte apenas no inicio e no final dos ensaios, sob um fluxo de 0,6 Nl/min, visan-do as etapas de aquecimento e resfriamento. Utilizando como agente oxidante o CO2 durante 2h, com um fluxo de 0,9 Nl/min, todos os tipos de briquetes foram tratados na temperatura do ensaio (1100 graus Celsius). Os resultados obtidos mostraram que o carvão vegetal foi o que apresentou maior reatividade e o coque verde de petróleo a menor, entre todos os materiais ensaiados, tanto para os briquetes não desvolatilizados como desvolatilizados. Quanto ao carvão mineral e o coque, eles situaram suas reatividades intermediariamente, ficando o carvão mineral com maiores valores de reatividade do que o coque, tanto no estado desvolatilizado como no não desvolatilizado. / [en] The steel industry contributes to the minimization of emissions of CO2 promoting the study of carbonaceous materials, one of them being the charcoal, a renewable source. The main objective of this study was to measure, in a laboratory scale, selected carbonaceous materials reactivity for CO2. To perform it, charcoal was elected to be compared with coal, metallurgical coke and green petroleum coke (pet coke). The quantitative results were obtained by the method of weight loss (ASTM D5341-99). The procedure was carried out using briquettes of each material, previously grinded to a particle size smaller than 125 m, and fed to a tubular furnace at a temperature of 1100 degrees Celsius , using a N2 injection, with a stream of 0.6 Nl/min, to insure an inert atmosphere only during heating and cooling steps of the experiments. To perform the reactivity tests, CO2 was used as the species to react with the C element present at the samples composition. The tests took 2 hours, with a CO2 flow rate of 0.9 Nl/min, in a temperature of 1100 degrees Celsius. According to the results obtained, it was found that the charcoal has the higher reactivity and the green petroleum coke the less reactive. For the metallurgical coke and coal, their reactivities were intermediary between charcoal and green pet coke, being coal more reactive than coke for both, volatilized and non-volatilized samples.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. / Made available in DSpace on 2012-10-15T23:33:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2013-07-16T17:05:40Z : No. of bitstreams: 1 261280.pdf: 3726106 bytes, checksum: 916b2fd9abeaf3dba141fae243b3d88c (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-23T05:37:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 252771.pdf: 4857830 bytes, checksum: f8b474b2e70f741fd755a93e0af9abcb (MD5) / Centrais termoelétricas se apresentam no cenário brasileiro com o importante papel de complementar ou garantir disponibilidade de energia elétrica em períodos de estiagem. A geração termoelétrica representa hoje cerca de 20 % da energia elétrica gerada no Brasil e a operação ininterrupta dessas unidades deve ser assegurada pela redução das indisponibilidades, sejam elas programadas ou não. Nas termoelétricas a carvão pulverizado, a formação de depósitos de cinzas é uma das causas principais a provocar paralisações, por predispor os tubos das unidades geradoras de vapor a mecanismos que os fragilizam ou reduzindo o desempenho da unidade. Nesse sentido, diversos trabalhos têm sido realizados para avaliar a real conseqüência do depósito de cinza, porém pouco ainda se sabe sobre os estágios iniciais da formação do depósito. Neste trabalho uma metodologia para caracterização do processo de formação do depósito de cinzas em seus estágios iniciais é proposta com a expectativa de relacionar subsídios importantes para o desenvolvimento de trabalhos futuros na área, uma vez que esta é uma abordagem diferenciada. A metodologia baseia-se na caracterização mineralógica e estrutural através de técnicas conhecidas no meio acadêmico-científico. A análise mineralógica é feita por difratometria de raios-X no difratômetro do Laboratório de Caracterização Microestrutural (LCM) do Departamento de Engenharia Mecânica da UFSC, permitindo conhecer, qualitativamente, as fases existentes em cada etapa de formação do depósito. Por sua vez, a análise estrutural é realizada a partir das imagens extraídas da microestrutura do depósito pelo MEV, sendo estas trabalhadas no programa Imago® para obtenção da porosidade, distribuição de tamanho de poros e covariograma das amostras. Com o covariograma, é possível obter a dimensão fractal, caracterizando-se assim a amostra em mais um parâmetro. A dimensão fractal é apresentada em diferentes áreas, como uma alternativa para mensurar uma geometria complexa ou comportamentos aleatórios. Os resultados finais indicam uma linha a ser seguida em futuros trabalhos experimentais sobre análise de depósitos de cinzas.