Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-06-05Bitstream added on 2014-06-13T20:46:41Z : No. of bitstreams: 1 ferreira_em_dr_guara_prot.pdf: 2582379 bytes, checksum: 9263a659ae78b3b2a0dfd7500e38a270 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A escassez da disponibilidade de água doce no mundo torna-se preocupante para os próximos anos e, apesar da crescente divulgação de tal situação, são poucas as pessoas que, na prática adotam uma postura consciente acerca da economia e uso racional do bem natural mais precioso existente. A presente tese apresenta uma proposta de produção de água potável a partir da água do mar pelo uso de processos de dessalinização associados a processos de cogeração, para que produzama energia térmica e elétrica para o funcionamento da instalação. A mesma é analisada com o uso de diferentes configurações, com vistas à otimização da instalação. São analisados 4 casos, verificando-se a viabilidade de sistemas de duplo propósito e sistemas híbridos, considerando-se, pelo lado do sistema de cogeração, a disputa entre diferentes conjuntos a gás de produção comercial, queimando gás natural ou biomassa gaseificada, com geradores de vapor, queimando óleo combustível ou biomassa in natura; pelo lado do sistema de dessalinização, concorrem unidades de osmose reversa acionadas térmica (ORS) ou eletricamente (ORE), unidades de evaporação (MED) e de destilação (MSF); no atendimento ás necessidades de vapor concorrem turbinas de contrapressão e condensação/extração. Foram analisados dados referentes à cidade litorânea de Ubatuba, SP, para avaliação do atendimento conjunto das necessidades de energia elétrica ee água potável para o abastecimento de situações limítrofes, como ocorre durante os picos de consumo de verão. Conclui-se que a proposta é viável para os casos analisados, podendo haver a possibilidade de venda de excedente energético, de acordo com o nível de produção da unidade como um todo. / World's fresh water availability scarcity is becoming a concerning problem day by day, and depende the increasing of the alarming new about such situation, just a few people adopt a positive position about the economy and rational use os this precious natural resource. This thesis presents a fresh water production proposal from seawater by desalination processes associated to cogeneration processes for producing the necessary thermal and electric energy for the whole installation. The dual-purpose systems is analyzed with the use of differente configurations by an optimization viewpoint. Four cases are analyzed with hybrid and dua purpose systems availability verification. The considerations, with respect to cogeneration were the use different commercial gas turbines, burning natural gas or gasified biomass, with or without steam generator, burning fuel oil or biomass in natura. For desalination system, it wasallowed the choice of reverse osmosi thermally driven (ROS) reverse osmosis elctrically driven (ROE), evaporation (MED) and distillation (MSF) units. Also, the steam supply system could be constituted of backpressure and extraction-condensation turbines. The data analyzed here refers to the Ubatuba coastal city, situated in the São Paulo Statte - Brazil, the relationship between the electrical energy and fresh water simultaneous supplying for extrem situations, like it occurs during summer consumption peaks was analyzed. The present study concluded that the analyzed cases were feasible, with the possibility of energetic surplus selling, according to the unit production operational level.

Resumo: A escassez da disponibilidade de água doce no mundo torna-se preocupante para os próximos anos e, apesar da crescente divulgação de tal situação, são poucas as pessoas que, na prática adotam uma postura consciente acerca da economia e uso racional do bem natural mais precioso existente. A presente tese apresenta uma proposta de produção de água potável a partir da água do mar pelo uso de processos de dessalinização associados a processos de cogeração, para que produzama energia térmica e elétrica para o funcionamento da instalação. A mesma é analisada com o uso de diferentes configurações, com vistas à otimização da instalação. São analisados 4 casos, verificando-se a viabilidade de sistemas de duplo propósito e sistemas híbridos, considerando-se, pelo lado do sistema de cogeração, a disputa entre diferentes conjuntos a gás de produção comercial, queimando gás natural ou biomassa gaseificada, com geradores de vapor, queimando óleo combustível ou biomassa in natura; pelo lado do sistema de dessalinização, concorrem unidades de osmose reversa acionadas térmica (ORS) ou eletricamente (ORE), unidades de evaporação (MED) e de destilação (MSF); no atendimento ás necessidades de vapor concorrem turbinas de contrapressão e condensação/extração. Foram analisados dados referentes à cidade litorânea de Ubatuba, SP, para avaliação do atendimento conjunto das necessidades de energia elétrica ee água potável para o abastecimento de situações limítrofes, como ocorre durante os picos de consumo de verão. Conclui-se que a proposta é viável para os casos analisados, podendo haver a possibilidade de venda de excedente energético, de acordo com o nível de produção da unidade como um todo. / Abstract: World's fresh water availability scarcity is becoming a concerning problem day by day, and depende the increasing of the alarming new about such situation, just a few people adopt a positive position about the economy and rational use os this precious natural resource. This thesis presents a fresh water production proposal from seawater by desalination processes associated to cogeneration processes for producing the necessary thermal and electric energy for the whole installation. The dual-purpose systems is analyzed with the use of differente configurations by an optimization viewpoint. Four cases are analyzed with hybrid and dua purpose systems availability verification. The considerations, with respect to cogeneration were the use different commercial gas turbines, burning natural gas or gasified biomass, with or without steam generator, burning fuel oil or biomass in natura. For desalination system, it wasallowed the choice of reverse osmosi thermally driven (ROS) reverse osmosis elctrically driven (ROE), evaporation (MED) and distillation (MSF) units. Also, the steam supply system could be constituted of backpressure and extraction-condensation turbines. The data analyzed here refers to the Ubatuba coastal city, situated in the São Paulo Statte - Brazil, the relationship between the electrical energy and fresh water simultaneous supplying for extrem situations, like it occurs during summer consumption peaks was analyzed. The present study concluded that the analyzed cases were feasible, with the possibility of energetic surplus selling, according to the unit production operational level. / Orientador: José Antonio Perrella Balestieri / Coorientador: Mauricio Araujo Zanardi / Banca: Paulo Magalhães Filho / Banca: Ricardo Alan Verdú Ramos / Banca: Rogério José da Silva / Banca: Miguel Edgar Morales Udaeta / Doutor

Yes / The shortage of fresh water resources is a global problem which requires a prompt solution. Thus, the multi effect distillation (MED) was successfully used for the production of fresh water from seawater. Despite the use of MED desalination system extensively, the influence of the number of effects on the fresh water production cost has not been covered in the open literature. Thus, this paper tries to rectify this specific challenge via simulation at given operating conditions of seawater salinity and temperature. The study is performed using a detailed mathematical model contains the suitable cost correlations. gPROMS model builder suite has been used to carry out an extensive simulation. The results of the study show that the lowest fresh water production cost can be achieved at an optimal number of effects of 17 for a certain operating conditions.

Yes / Reducing the cost of fresh water has always been a major concern in the desalination industry. A solar powered hybrid multi-effect distillation and reverse osmosis desalination plant (MED+RO) has been designed and optimised from an economical point of view in a previous work by the same authors. In the present study, the possibility of coupling the desalination plant with a photovoltaic (PV) solar farm is investigated, with the aim of generating electricity at low cost and in a sustainable way. A detailed mathematical model for the PV system has been implemented from the literature. Interestingly, the model can predict the cost of the PV system in terms of capital cost and electricity cost per kWh considering the input data of solar irradiation, duration of daylight and technical specification of a real solar module. Consequently, the solar PV model has been combined with the desalination model, which enables to estimate the cost of fresh water per cubic meter. Data about four locations, namely Isola di Pantelleria (IT), Las Palmas (ES), Abu Dhabi (UAE), and Perth (AUS), have been used to economically test the feasibility of installing the proposed plant, and especially of the PV solar farm.