Orientador: Celso Luiz da Silva / Banca: Jorge Hamada / Banca: Alberto Hernandez Neto / Resumo: O objetivo principal deste trabalho é analisar o potencial de geração de energia elétrica a partir da queima do biogás gerado no processo de biodigestão anaeróbica da vinhaça, de uma destilaria com capacidade produtiva de 600 metros cúbicos de álcool por dia. Foram analisadas doze safras (de 1990/1991 até 2001/2002), das quais se obteve dados referentes à produção de álcool e de vinhaça, permitindo a estimativa do potencial de energia a ser produzida pela biodigestão anaeróbica deste efluente. Comparou-se as quantidades de energia elétrica gerada pela queima do bagaço, de energia elétrica adquirida da concessionária e da energia elétrica a ser gerada pela biodigestão anaeróbica da vinhaã, concluindo-se que no caso do processo em estudo operar em condições normais, poderá haver uma redução de 62,70% na aquisição de energia elétrica da concessionária. Analisaram-se também as implicações ambientais, levando-se em conta os obstáculos e riscos que o processo atual de tratamento deste efluente oferece e os benefícios que a biodigestão anaeróbica da ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The main aim of this study is to generate electricity through the burning of biogas, which is obtained from the process of anaerobic biodigestion of vinasse. This work was done in a destilary, which can produce 600 'm POT.3'of alcohol a day. The data to be estimated the capacity of producing power from that effluent came from the analysis of twelve crops grown from 1990/1991 to 2001/2002 and the production of alcohol and vinasse. From them comparing the amount to electricity generated by the burning of the cane pulp and from the electriciy obtained from the power suppliers and also from anaerobic biodigestion by vinasse. It was concluded that process works... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: José Arana Varela / Co-orientador: Sergio Mazurek Tebcherani / Banca: Evaldo Toniolo Kubaski / Banca: Máximo Siu Li / Banca: Sônia Maria Zanetti / Banca: Anderson André Felix / Resumo:Este trabalho é referente ao estudo investigativo da influência de um tratamento térmico assistido por pressão nas respostas de propriedade elétrica, como sensor de gás e propriedade ótica de fotoluminescência de nanopartículas de trióxido de tungstênio (WO3), obtidas por processo hidrotermal assistido com micro-ondas adaptado. As condições de tratamento foram de 180 ºC sob pressão de 2 MPa durante 32 horas. Os óxidos obtidos foram previamente caracterizados por difração de raios X (DRX), volumetria de adsorção de nitrogênio (BET), espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (FEG-SEM) e espectroscopia micro Raman. Pelas técnicas combinadas foi possível caracterizar detalhadamente os materiais sintetizados, como sua estrutura, forma, tamanho e composição química. Foi possível comparar a respostas do material quando o óxido é submetido ao tratamento térmico assistido por pressão com o óxido obtido somente com tratamento térmico convencional. A originalidade do trabalho está em compreender como o tratamento térmico assistido por pressão está alterando as respostas do trióxido de tungstênio, sem a necessidade da adição de dopantes. Quando analisado a propriedade ótica após esse tratamento com pressão, o trióxido de tungstênio apresentou um aumento na intensidade de emissão, passando da emissão de maior contribuição em 460 nm (azul) para a emissão em 549 nm (verde). O espectro ainda apresenta um deslocamento para o vermelho, em comprimentos de onda maiores. Este deslocamento e mudança na intensidade podem estar correlacionados a diminuição de vacâncias de oxigênio após o tratamento térmico assistido por pressão. Também foram estudadas as propriedades elétricas como sensor de gás do tipo-n para gases redutores e oxidantes (H2 e NO2, respectivamente). As amostras tratadas... / Abstract: The aim of this work is to study the influence of a pressure-assisted heat treatment on the electrical and optical properties of nanoparticulate tungsten trioxide (WO3) obtained by microwave assisted hydrothermal method. The behavior of WO3 as gas sensor and its pholominescence emission were used to evaluate the electrical and optical properties, respectively. Samples were heat-treated under an air pressure of 2 MPa at 180ºC for 32 h. The oxides obtained were previously characterized by X-ray diffraction (XRD), nitrogen adsorption volumetric (BET), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), and field emission scanning electron microscopy (FEG-SEM) and micro Raman Spectroscopy. Using combined techniques, the structure, morphology, size and chemical composition of the synthetized materials were characterized in details. A comparison between samples that underwent the pressure-assisted heat treatment and samples that underwent a conventional heat treatment was established. The originality of the work is to understand how the pressure-assisted heat treatment chames the tungsten trioxide behavior without the addition of dopants. The photoluminescence emission intensity increased after the pressure treatment, and the maximum emission changed from 460 nm (blue) to 549 nm (green). The spectrum exhibited a red shift at higher wavelengths. This displacement and change in intensity can be correlated to a decrease in oxygen vacancies after the pressure-assisted heat treatment. In addition, the electrical properties were investigated as a n-type gas sensor for NO2 and H2 that are reducing and oxidizing gases, respectively. Samples became more resistive to electric current impeding the investigation of the sensing properties of the oxide under study. / Doutor

Made available in DSpace on 2015-03-18T02:01:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000466515-Texto+Completo-0.pdf: 2196084 bytes, checksum: 5f6d7c75b5387e4577daf1a339454354 (MD5) Previous issue date: 2014 / Gas hydrates are solids formed by crystal structures similar to ice, which may form when the water is in contact with low weight molecular gases (such as H2S, CO2, NH3 and/or light hydrocarbons), under certain conditions of temperature and pressure. Several studies show that gas hydrates may be a wide source of natural gas in the future, especially considering the fact that oil production tends to decline due to the high cost involved, which makes the interest in alternative sources, such as natural gas derived from unconventional sources, grow. However, in order to make gas hydrate exploitation possible, it's necessary to know how they are formed and what are the conditions that provide stability and dissociation. Different apparatus have been used to obtain gas hydrate. In this scenario, the present paper aims to use a unique system called Pilot Plant Synthesis of Gas Hydrates to synthesize different hydrates, with different compositions, in various reaction conditions. It is noticed that the present study was based on the synthesis of hydrates with its precipitation of at larger scales. The methane hydrates were characterized by X-ray diffractometer, Gas Chromatograph and Gas Chromatography Isotope Ratio Mass Spectrometer. / Os hidratos de gás são sólidos formados por estruturas cristalinas, semelhantes ao gelo, que podem se formar quando há água em contato com gases de baixo peso molecular (tais como: H2S, CO2, NH3 e/ou hidrocarbonetos leves), sob determinadas condições de pressão e temperatura. Diversos estudos mostram que os hidratos de gás poderão ser uma vasta fonte de gás natural considerando, especialmente, o fato da produção de petróleo estar propensa a diminuir, em razão do elevado custo desta atividade, o que faz crescer o interesse por outras fontes, como o gás natural derivado de fontes não convencionais. Entretanto, para que a exploração do gás do hidrato seja possível, faz-se necessário conhecer a maneira como estes são formados e quais são as condições que propiciam a sua estabilidade e dissociação. Diferentes aparatos já foram utilizados para a obtenção dos hidratos de gás até os dias de hoje. Neste cenário, o presente trabalho se propõe a utilizar um sistema inédito (denominado Planta Piloto de Síntese de Hidratos de Gás) para sintetizar diferentes hidratos de gás, com diferentes composições dentro de variadas condições reacionais. Salienta-se que este estudo foi baseado na síntese de hidratos de metano, com a precipitação dos mesmos em maiores escalas. Os hidratos de metano foram caracterizados através da difratometria de raios-X, na cromatografia gasosa e cromatografia gasosa acoplada à Espectrometria de Massa de razão isotópica.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho tem como objetivo estudar a indústria do petróleo, gás natural e biocombustíveis no contexto brasileiro e no mundial. Visa também analisar as vantagens e desvantagens dos biocombustíveis e seu possível impacto na indústria do petróleo, assim como os principais indicativos e projeções da indústria do petróleo, como reserva, produção, preço e consumo, através de coleta de dados e geração de gráficos pesquisados e comparados de grandes agências e empresas de energia. Os biocombustíveis podem ser um grande aliado da indústria do petróleo tendo em vista a duração das reservas mundiais de hidrocarbonetos. O uso dos biocombustíveis implicará no desenvolvimento de tecnologias renováveis e de reutilização de materiais antes descartados, trazendo benefício a toda sociedade. A indústria do petróleo é impactada pelas flutuações no mercado internacional e pela demanda, assim como pela manipulação da produção de combustíveis fósseis pelos países produtores. Esses aspectos apresentados interligados criam uma complexa indústria que a presente dissertação se propõe a analisar.

Células a combustível de membrana trocadora de prótons (PEMFC) são dispositivos promissores para a conversão de energia em aplicações portáteis e estacionárias. Seu desempenho é fortemente influenciado pelas características da sua camada de difusão de gás (GDL), tais como morfologia, condutividade elétrica, porosidade, estabilidade química e resistência mecânica. A GDL também deve mostrar um equilíbrio entre hidrofobicidade e hidrofilicidade para garantir que o sistema operacional da célula funcione sem obstrução das vias de fluxo de gases, mas ainda mantendo uma umidade adequada. Neste trabalho, um processo simples foi desenvolvido para produzir GDL para PEMFC, visando obter um material alternativo aos já existentes no mercado como o tecido e o papel de carbono reduzindo o custo do produto final. As GDLs foram produzidas com fibras de carbono curtas dispersas em resina poliuretana (PU), seguida de prensagem a quente. Após o processo de tratamento térmico, as GDL foram tratadas, em uma suspensão contendo nanopartículas de carbono dispersas na solução de PTFE, através do processo de dip-coating. Estudou-se a influência da razão PU: fibra de carbono, e o teor de nanopartículas de carbono Vulcan adicionado à resina PU. As GDL obtidas foram caracterizadas quanto à morfologia, condutividade elétrica, análise térmica, ângulo de contato e ensaio de tração. Os resultados mostraram que a melhor proporção de resina PU:fibra de carbono foi de 1:1, que apresentou uma menor resistividade (2,68 × 10-5 Ω.m). Nas GDLs pós-tratadas com PTFE contendo diferentes teores de nanopartículas de carbono VULCAN, o melhor resultado obtido foram das amostras do sistema de proporção PU:fibra de carbono com 0,20 g de nanopartículas de carbono Vulcan na solução de PTFE (PU1:1_0,20). Esse sistema apresentou bons resultados quanto à hidrofobicidade, apresentando ângulo de contato (105°-126°) e de resistividade (da ordem de 10-5 Ω.m). Além disso, as GDLs obtidas com adição de carbono Vulcan na resina PU (1:1) obtiveram ótimos resultados de ângulo de contato (129°-138°) e resistividade (da ordem de 10-3-10-5 Ω.m), porém com baixa resistência mecânica e em todos os sistemas estudados pode-se verificar uma boa dispersão da fibras na resina PU através da análise por MEV. Os resultados em geral indicam que o material obtido tem potencial aplicação em células do tipo PEMFC. / Proton exchange membrane fuel cells (PEMFC) are promising devices for energy conversion for portable and stationary applications. Their performance is strongly influenced by the characteristics of their gas diffusion layer (GDL) such as morphology, electrical conductivity, porosity, chemical stability and mechanical strength. The GDL must also show a balance between hydrophobicity and hydrophilicity to ensure that the fuel cell system operates without obstruction of gas flow but maintaining adequate moisture content. In this work, a simple process was developed to produce GDL for PEMFC, seeking to obtain an alternative material whilst helping reducing the overall cost. The GDLs were produced by dispersing short carbon fibers in a polyurethane (PU) resin, followed by hot pressing/curing and dip-coating in a suspension of carbon nanoparticles in PTFE solution. After the curing process, the GDL’s were treated in a suspension containing carbon nanoparticles in a solution of PTFE, used for dip-coating process. The influence of PU/carbon fiber ratio and the content of Vulcan carbon powder added to the PU resin were studied. The influence of the content of Vulcan carbon powder added to the PTFE solution for the GDL’s post-treatment was also addressed. The GDL’s obtained were characterized regarding morphological (by SEM), electrical conductivity, thermal analysis, contact angle and tensile test. The following parameters were studied: the PU amount in the carbon fiber, and the content of Vulcan carbon powder in the PTFE solution and in the PU resin, focusing on the final homogeneity and electrical conductivity of the system. The results showed that the most suitable PU resin:carbon fiber ratio was 1:1, which showed the lowest resistivity (2.68 × 10-5 Ω.m). When this sample was post-treated with PTFE using different amounts of Vulcan carbon powder and immersion times, the best result was obtained for the sample with 0.20 g of carbon Vulcan nanoparticles in the solution of PTFE (PU1:1_0,20). This system showed good hydrophobicity results, contact angle (105°-126°), and resistivity in the order of 10-5 Ω.m. Besides, the GDL obtained by adding carbon Vulcan in the PU resin (1:1) showed excellent results for contact angle (129°-138°) and resistivity (~10-4 Ω.m), even though the mechanical strength was low and all the studied systems showed good fiber dispersion in PU resin as verified by SEM analysis. In general, the results indicate that the obtained material has potential use in PEMFC.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, 2006. / Submitted by Alexandre Marinho Pimenta (alexmpsin@hotmail.com) on 2009-09-27T00:43:23Z No. of bitstreams: 1 2006_Marlos Moreira dos Santos.pdf: 453805 bytes, checksum: 763e36a1ab3308c77777d5e4a2ed0754 (MD5) / Approved for entry into archive by Gomes Neide(nagomes2005@gmail.com) on 2011-01-06T19:26:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_Marlos Moreira dos Santos.pdf: 453805 bytes, checksum: 763e36a1ab3308c77777d5e4a2ed0754 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-01-06T19:26:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_Marlos Moreira dos Santos.pdf: 453805 bytes, checksum: 763e36a1ab3308c77777d5e4a2ed0754 (MD5) Previous issue date: 2006 / O Estado brasileiro tem como meta ampliar para cerca de 15% a participação do gás natural (GN) na matriz energética nacional até 2010. Entretanto, a expansão do emprego do GN enfrenta dificuldades relacionadas ao seu armazenamento e transporte para regiões não assistidas por gasodutos. Nas condições padrões de temperatura e pressão este combustível apresenta uma densidade de energia demasiadamente baixa (0,038 MJ/L). Já as formas comprimida e liquefeita requerem condições extremas de pressão ou temperatura (> 200 atm e –161 ºC, respectivamente), o que torna os sistemas dispendiosos e pouco operacionais dependendo do nicho de aplicação. Dentro deste contexto, o emprego do gás natural adsorvido (GNA) sobre materiais microporosos tem se apresentado como uma interessante alternativa, pois permite armazenar o gás com densidades de energia relativamente elevadas em condições mais favoráveis (temperatura ambiente e pressões da ordem de 35 atm). O objetivo do presente trabalho é a preparação, a partir do bambu (Dendrocalamus giganteus), de discos de carbono ativados com aplicação no armazenamento de gás natural. Inicialmente realizouse a impregnação do bambu com ácido fosfórico. A seguir, o material impregnado foi conformado na forma de discos através da prensagem a quente. Estes discos foram então tratados termicamente a 450 ºC sob atmosfera inerte e posteriormente lavados com água para remoção do ácido. Adicionalmente, alguns discos ativados quimicamente foram submetidos a um tratamento térmico (600 ºC) em atmosfera de CO2 na tentativa de otimizar a estrutura porosa via ativação física. Os materiais obtidos foram caracterizados quanto à estrutura porosa (avaliadas através das isotermas de N2 a -196 ºC e CO2 a 0 ºC), densidade aparente e capacidade de adsorção de metano. O material com melhor performance apresentou uma capacidade de adsorção de metano de 102 v/v e foi obtido através da ativação química utilizando-se uma proporção fósforo/precursor de 0,34 g/g. No caso das tentativas de ativação com o CO2, a elevada reatividade dos materiais de carbono, obtidos a partir do bambu, associada a restrições difusionais do CO2 nas condições de síntese impediram o desenvolvimento adicional da estrutura porosa. Por fim, realizou-se um estudo a respeito da densidade do metano adsorvido nos ultra e supermicroporos, sendo que os resultados obtidos puderam ser relacionados à performance dos materiais. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The Brazilian Government aims to enlarge the participation of natural gas (NG) in the national energetic matrix up to around 15% until 2010. However, the expansion of the employment of NG has faced difficulties related to gas storage and transportation to areas unattended by pipe-lines. In the standard conditions of the temperature and pressure the NG exhibit a too low energy density (0.038 MJ/L). In turn, the compressed and liquefied forms demand extreme conditions of temperature or pressure (> 200 atm and –161 ºC, respectively), which makes the systems expansive and few operational depending on the application being considered. In this context, the use of NG as an adsorbed phase on microporous materials is an interesting alternative because it allows to store the gas with relatively high energy density at room temperature and pressures as low as 35 atm. The present work aims to prepar, from bamboo (Dendrocalamus giganteus), activated carbon discs for storing NG. Firstly, the precursor was impregnated with phosphoric acid and the impregnated material was conformed to the form of discs by hot pressing. Then, the discs were carbonized up to 450 ºC and washed with water to remove the acid. As an attempt to optimize the porous structure of the chemically activated samples by physical activation, some discs were additionally submitted to a thermal treatment up to 600 °C under a CO2 atmosphere. The generated materials were characterized in respect to their porous structures (assessed from their adsorption isotherms of N2 at -196 ºC and CO2 at 0 ºC) and measurements of apparent densities and methane adsorption capacities. The sample with the best performance, obtained by chemical activation with a ratio phosphorous/precursor of 0,34 g/g, presented a methane adsorption capacity of 102 v/v. In the case of the thermal treatments with CO2, the elevated reactivity of the carbons discs associated to diffusional problems of CO2 in the synthesis conditions prevented any additional development of the porous structure. Finally, a study about the density of the adsorbed phase in the ultra and supermicropores has carried out, being that the results could be related to the performance of the materials.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Departamento de Engenharia Mecânica, Programa de pós-graduação em Ciências Mecânicas, 2006. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-05-17T14:08:46Z No. of bitstreams: 1 2006_ThatianaVirginiaGranjaCruz.pdf: 4788595 bytes, checksum: a1de72994c8e62ce2d9a174b88c5e5f3 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-05-17T14:09:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_ThatianaVirginiaGranjaCruz.pdf: 4788595 bytes, checksum: a1de72994c8e62ce2d9a174b88c5e5f3 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-05-17T14:09:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_ThatianaVirginiaGranjaCruz.pdf: 4788595 bytes, checksum: a1de72994c8e62ce2d9a174b88c5e5f3 (MD5) / O panorama socioeconômico brasileiro mostra uma situação propícia para o crescimento da geração distribuída: o aumento da demanda por energia elétrica, o incentivo ao uso do gás natural, a implementação de tarifas diferenciadas para os horários de ponta, etc. Tal fato tem despertado interesse na produção de energia elétrica, por meio de pequenos grupos geradores para entrarem em horário de ponta, ou para atenderem às comunidades isoladas do país e ao meio rural, como também, para atuarem em projetos de cogeração industrial e comercial. Uma dessas alternativas para geração, em franco desenvolvimento, são as microturbinas. Esta tecnologia, recentemente implantada no Brasil, encontra um cenário favorável à expansão, tendo-se em vista os novos desenvolvimentos tecnológicos e a política governamental de expansão do uso do gás natural para termeletricidade. Esses sistemas trabalham, tipicamente, em altas rotações, e em composições cuja capacidade nominal instalada pode variar de 35 kW a 1 MW, tendo características similares a turbinas de grande porte. O presente trabalho consistiu do estudo do comportamento de uma microturbina a gás. Os principais objetivos foram: determinar as variáveis representativas do comportamento da microturbina; instrumentar a microturbina; avaliar o seu comportamento termodinâmico; aplicar técnicas de identificação para obter modelos matemáticos para a representação de seu funcionamento; e, por último, avaliar os modelos identificados, determinando um envelope operacional adequado ao posterior controle da microturbina. Para obter os resultados foram realizados quatro ensaios, em diferentes regimes de operação da microturbina. Por meio dos resultados obtidos foi possível caracterizar o funcionamento termodinâmico da microturbina como uma turbina livre e, também, identificar um modelo adequado, para representar o comportamento dinâmico deste sistema para os regimes de operação propostos. Este projeto segue uma linha de desenvolvimento da Universidade de Brasília, cuja etapa subseqüente consistirá no controle dinâmico, tendo como base os resultados deste trabalho. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The Brazilian socioeconomic panorama shows a tendency of growth for distributed generation: increasing electricity demand, incentive to the use of natural gas, different tariffs for peak and off-peak electricity consumption etc. These factors, together, have led to an increase in production of electricity be means of small generators that operate during peak demand hours, or to supply energy to isolated communities and to rural areas, as well as to operate in industrial and commercial cogeneration. Microturbines are one of the alternatives to meet all these needs. In Brazil, this new technology finds a favorable expansion scenario, considering new technology development and the governmental policy to increase the use of natural gas for thermoelectric generation. These systems work typically at high speeds and set-ups with installed capacity ranging from 35 kW to 1 MW and similar characteristics as those of larger gas turbines. This work consists of the study of a gas microturbine behavior. The main objectives were: to determine variables that represent the microturbine overall behavior; to instrument the system; to evaluate its thermodynamic behavior; to apply the newest identification techniques and to obtain mathematical models from it; to evaluate how well these models represent the operation of the system; and to determine the adequate operational envelop for its automated control. To perform these activities, the microturbine was operated under four different regimes. The results of these tests made it possible to characterize the microturbine’s behavior as a free turbine, and to identify an adequate model for representing its dynamic behavior under the four regimes proposed. This project follows a path of development at the University of Brasilia and the next step is the dynamic control based on the results obtained here.

A tarefa de regular um mercado estruturado sob a forma de monopólio natural, como no caso da distribuição de gás canalizado no Brasil, implica assegurar o equilíbrio econômicofinanceiro das firmas reguladas, garantindo, ao mesmo tempo, modicidade tarifária e nível de excelência na qualidade dos serviços prestados. Para isso, a questão da formação de preços é crítica, pois envolve aspectos do excedente e sua distribuição. Por esta razão, dentre as atribuições do órgão regulador, destaca-se o estabelecimento de regras tarifárias que conciliem os interesses dos consumidores e da empresa regulada. Entretanto, a tarefa de desenhar tarifas justas é afetada pela assimetria de informações entre o órgão regulador e a firma regulada, em favor da última. Este trabalho sugere a incorporação da metodologia do Economic Value Added EVA® no processo de revisão tarifária. Tal incorporação, conforme demonstrado, permite ao regulador avaliar a geração de valor do setor e reduzir a assimetria informacional entre concessionárias e agência reguladora. Além disso, facilita o repasse de eventuais excessos de geração de valor aos consumidores, em benefício da sociedade. Palavras-chaves: Assimetria de informação, Economic value added (EVA®), gás canalizado, gás natural, geração de valor, revisão tarifária. / Regulating a structured market under natural monopoly such as the Brazilian pipeline gas distribution implies in assuring an economic and financial equilibrium of the regulated firms as well as guaranteeing the tariff moderateness and service quality excellence. In order to achieve this pricing is crucial, for it encompasses surplus and surplus distribution. Therefore, the role of setting tariff rules of the regulator agency, stands out so that these rules conciliate the interests of both consumers and the regulated companies. However, outlining fair tariffs is impacted by asymmetrical information between regulator agency and regulated firms in favor of the latter. This study suggests incorporating the Economic Value Added methodology in tariff revision process. This incorporation allows the regulator to evaluate the value generation in the sector and to reduce asymmetrical information between companies regulated and the regulator. In addition to this, it makes it easier to allocate the possible value generation surplus to the consumers in favor of the society. Key words: Asymmetrical information, economics regulation, tariff revision, value generation, economic value added (EVA®), natural gas, and pipeline gas.

O presente trabalho apresenta uma comparação das eficiências energética e exergética de três alternativas diferentes de montagem de sistemas de co-geração de energia que empregam o gás natural como combustível. O caso estudado é uma situação real de um curtume que utiliza lenha como combustível para geração de sua energia térmica e compra energia elétrica da distribuidora. A primeira alternativa é composta por um motor de combustão interna a ciclo Otto, a segunda emprega uma turbina a gás a ciclo Brayton e a terceira usa um gerador de vapor superaquecido juntamente com uma turbina a vapor em contrapressão. Para simulação das plantas é utilizado um software comercial que foi alterado, ficando capacitado para calcular exergias físicas e químicas de plantas de utilidades, cálculos exergoeconômicos, tais como taxas de custo das correntes e eixos, e também de determinar para cada equipamento os valores das variáveis usadas para a avaliação e o melhoramento do desempenho de plantas. Após as modificações o programa foi testado resolvendo um problema conhecido e cuja solução encontrada foi comparada com o da bibliografia. Foram obtidos resultados muito próximos ao padrão usado para comparação, os desvios encontrados são desprezíveis para os objetivos deste trabalho. A planta com melhor eficiência energética e exergética é aquela com motor ciclo Otto, seguida pela montagem que emprega a turbina a gás e finalmente, o conjunto gerador de vapor e turbina a vapor. São calculados os custos de insumos: investimentos necessários para construção das plantas, os custos de operação e manutenção e os custos com combustível. A partir destes valores são resolvidos os sistemas de equações para determinar as taxas de custos das correntes e eixos. Para as três plantas as variáveis de decisão são modificadas buscando aumentar a eficiência exergética e diminuir os custos dos produtos de co-geração. A metodologia para avaliação e melhoramento do desempenho das plantas é empregada e observa-se que é na terceira configuração é onde as modificações tiveram maior impacto, seguida pela primeira planta e por último a segunda alternativa.

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