Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-04-24T12:19:55Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_DespachoOtimoRedes.pdf: 3747031 bytes, checksum: f42f027234d88f16070b652f1ca9ec89 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-04-24T16:58:33Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_DespachoOtimoRedes.pdf: 3747031 bytes, checksum: f42f027234d88f16070b652f1ca9ec89 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-24T16:58:33Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_DespachoOtimoRedes.pdf: 3747031 bytes, checksum: f42f027234d88f16070b652f1ca9ec89 (MD5) Previous issue date: 2016-12-07 / Esta tese propõe um método de despacho ótimo seguro baseado em Árvore de Decisão (AD) aplicado em Redes Integradas de Energia Elétrica e de Gás Natural (RIEEGNs) considerando contingências críticas que podem causar violações dos limites operacionais. Ajustes preventivos na geração de energia elétrica e na produção de gás natural são realizados com base nas regiões de segurança e nos limites de variáveis de controle determinados pelas ADs. As regras de fácil interpretação da AD que descrevem as regiões de segurança são consideradas como restrições no problema de otimização redespacho da geração de energia elétrica e da produção de gás natural. Algumas contingências críticas específicas foram aplicadas ao sistema teste de 118 barras do IEEE integrado com uma rede teste de gás natural de 15 nós. Tais contingências são tomadas como exemplos para demonstrar uma aplicação promissora do método de despacho seguro proposto para restaurar a segurança das RIEEGNs. / This thesis proposes the use of a decision tree (DT) based security dispatch method applied to integrated electric power and natural-gas networks (IPGN) against credible contingencies that may cause violations. Preventive adjustments to the optimal electric energy generation and gas production are carried out based on the security regions and boundaries of controllable variables determined by the DTs. The easily interpretable DT’s rules that describe the security regions are tractable constraints to be included in the optimization routines of electricity generation and gas production rescheduling. Some specific critical contingencies applied to the IEEE 118-bus test system integrated with the 15-node natural gas network are taken as examples to demonstrate a promising application of the proposed security dispatch method to restore IPGN security.

A partir da leitura do PEMAT 2022, referência sobre a expansão da malha dutoviária no Brasil, constata-se que não há previsão de novos gasodutos no médio prazo, fato que prejudica os planos do governo Federal de aumentar a participação do gás natural no mix energético nacional, atualmente responsável por 12,9% da oferta interna de energia. Nesse sentido, surge a possibilidade da indústria do gás natural e de seus consumidores se beneficiarem da infraestrutura existente das ferrovias, a partir do transporte de GNL (gás natural liquefeito) em pequena escala, através de vagões-tanque e contêineres criogênicos. A viabilidade no contexto brasileiro é justificada pelo cenário atual de limitado alcance da rede de gasodutos, grandes distâncias percorridas e potencial oferta de gás natural de fontes energéticas não-convencionais, como os campos do pré-sal e as bacias sedimentares com gás de folhelho. Ainda que a temática seja incipiente no setor do gás natural internacional, experiências bem-sucedidas como as do Japão, dos EUA e da Suécia trazem boas perspectivas de adoção do modal ferroviário para a distribuição do GNL para regiões não atendidas pelas redes de gasodutos. Nos três casos, foram descritos a conjuntura energética, a matriz de transportes e os condicionantes operacionais, no sentido de detectar possíveis similaridades e trazê-las para o Brasil. No caso brasileiro, os mesmos parâmetros foram analisados, além de identificadas algumas das possíveis demandas como, por exemplo, uma maior participação no setor agropecuário e a substituição do diesel utilizado nas locomotivas por GNL. O Brasil reúne as condições mínimas para o funcionamento do modal ferroviário como distribuidor de GN pelo país, porém depende do desenvolvimento destes parâmetros para amadurecimento do mercado de gás natural. / Regarding the PEMAT 2022, Brazils pipeline network expansion reference, it is shown that new pipelines are not foreseen in the medium term, which could impair the Federal governments plans to increase natural gas share in the national energy mix, currently responsible for 12,9% of the total primary energy supply. In this sense, it is possible for the natural gas industry and its consumers to benefit from the existing railroad infrastructure, to haul LNG (liquefied natural gas) on a small-scale, through tank wagons and cryogenic containers. The Brazilian contexts viability is justified by the current scenario of limited gas pipelines range, large distances traveled and potential natural gas supply from unconventional energy sources, such as pre-salt fields and sediment basins with shale gas. Although the topic is incipient in the international natural gas sector, successful experiences such as those in Japan, the USA and Sweden have good prospects for adopting the rail modal for the distribution of LNG to regions not served by pipeline networks. In all three cases, the energy scenario, the transport matrix and the operational constraints were described, in order to detect possible similarities and bring them to Brazil. In the Brazilian case, the same parameters were analyzed, in addition to identified demands, such as a greater participation in the agricultural sector and the replacement of diesel used in locomotives for LNG. Brazil meets the minimum conditions for the operation of the railway modal as natural gas distributor among the country but depends on the development of these parameters for the development of the natural gas market.

O presente trabalho analisa o papel que a avaliação da conformidade de produtos, pessoas, serviços e instalações apresenta dentro do processo da construção de infraestrutura predial para a distribuição e uso dos gases combustíveis. Analisam-se as condições obrigatórias para a garantia de segurança ao consumidor final na expansão desse mercado nos países em desenvolvimento como o Brasil. Discute-se a necessidade do controle de um conjunto de objetos (elementos e agentes) diretamente vinculados a essa infraestrutura e a sua correlação com os aspectos de qualidade e segurança no setor. Parte-se do levantamento dos conceitos de avaliação da conformidade e das metodologias e critérios de seleção, aplicáveis a cenários específicos para determinação dos sistemas ideais a serem utilizados. Esse aparato conceitual é aplicado ao estudo de caso dos sistemas de avaliação da conformidade existentes no segmento do gás em países representantes dos principais blocos econômicos internacionais. Realiza-se uma análise comparativa entre os diversos cenários pesquisados, apresentando um exercício de reflexão a respeito da situação de integração dos sistemas de avaliação da conformidade para o setor do gás. O trabalho desenvolve uma análise crítica do cenário brasileiro, a partir do estabelecimento de um modelo ideal de sistema integrado de avaliação da conformidade, contemplando os principais objetos vinculados à infraestrutura para distribuição e uso do gás no segmento residencial. Avaliam-se detalhes da situação de conformidade de materiais, mão de obra, empresas instaladoras e instalações no Brasil, em contraponto ao modelo ideal e a realidade internacional. A observação da situação dos sistemas de avaliação da conformidade no cenário internacional indica a necessidade de sistemas integrados e aplicáveis aos objetos (materiais, mão de obra, serviços e instalações prediais) vinculados à infraestrutura predial para distribuição e uso residencial de gases combustíveis. Igualmente, relaciona a existência desses sistemas com a diminuição de acidentes e o aumento da segurança no setor. A análise crítica sobre a situação brasileira, em comparação com os sistemas de avaliação da conformidade ideais e a realidade internacional, revela fragilidades e dificuldades nacionais que precisam ser superadas. / This paper examines the role that the conformity assessment of products, persons, services and installations presents within the process of building infrastructure construction for gas distribution and use. Analyze the conditions required for the security guarantee to the consumer in the expansion of this market in developing countries like Brazil. It discusses the need for control of a set of objects (elements and agents) directly linked to this infrastructure and its correlation with quality and safety aspects in the industry. Part of the survey of conformity assessment concepts and methodologies and selection criteria, which apply to specific scenarios for determination of ideal systems to be used. This conceptual framework is applied to the case study of conformity assessment systems existing in the segment of the gas in countries representatives of major international economic blocs. Performs a comparative analysis between the various scenarios surveyed, showing an exercise of reflection on the situation of conformity assessment integrated systems for the gas sector. The work develops a critical analysis of the Brazilian scenario, from the establishment of an ideal model of conformity assessment integrated system, covering key subjects related to the infrastructure for distribution and use of gas in the residential segment. Assesses compliance situation details of materials, labor, installation companies and facilities in Brazil, in contrast to the ideal model and international reality. The observation of the conformity assessment systems situation in the international scenario indicates the need for integrated systems and applicable to objects (material, labor, services and facilities) related to building infrastructure for distribution and residential use of gas. Also, relates the existence of these systems with the decrease of accidents and increased security in the industry. Critical analysis on the situation in Brazil, compared with the ideals conformity assessment systems and international reality, reveals weaknesses and national problems that must to be overcome.

Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-08-30T14:36:54Z No. of bitstreams: 1 DISSERT_ANDRE_MARTINS.pdf: 4991704 bytes, checksum: cc6c14ad89dc58184e8a48c959434b27 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2016-08-31T17:43:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERT_ANDRE_MARTINS.pdf: 4991704 bytes, checksum: cc6c14ad89dc58184e8a48c959434b27 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-31T17:43:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERT_ANDRE_MARTINS.pdf: 4991704 bytes, checksum: cc6c14ad89dc58184e8a48c959434b27 (MD5) / CNPQ / A reforma a vapor de metano é a principal via de produção de hidrogênio e de gás de síntese. Industrialmente, esta reação ocorre sobre um catalisador de níquel suportado em alumina que, embora apresente alta atividade e seletividade, além de baixo custo, tem a desvantagem de apresentar uma curta vida útil, devido à deposição de coque. Por outro lado, os metais nobres apresentam mais alta atividade catalítica e mais resistência à deposição de coque e à sinterização do que o catalisador comercial. Além disso, a adição de magnésio à alumina é uma boa opção para evitar a deposição de coque e, também, aumentar a resistência térmica do sólido. Considerando essas vantagens estudou-se, neste trabalho, o efeito da adição de magnésio sobre as propriedades de um catalisador de platina suportada em alumina, a fim de desenvolver novos e eficientes catalisadores para produzir hidrogênio, a partir da reforma a vapor do metano. As amostras com razões molares Al/Mg=0,2, 2 e 5 foram preparadas pelo método de precipitação e impregnadas com 1 % (m/m) de platina. Os sólidos foram caracterizados por análise química, termogravimetria, análise térmica diferencial, espectroscopia de infravermelho com transformadas de Fourier, difração de raios X, redução à temperatura programada, medida da área superficial específica e de porosidade, espectroscopia de infravermelho com transformadas de Fourier usando monóxido de carbono como molécula sonda, dessorção à temperatura programada de amônia adsorvida, espectroscopia fotoeletrônica de raios X e medida do teor de carbono. Os catalisadores foram avaliados a 600 oC e 1 atm, sob uma razão vapor/metano = 4. Os catalisadores mais ricos em alumínio (sem magnésio e com Al/Mg= 5) mostraram a estrutura da γ-alumina, enquanto os demais mostraram a estrutura da periclase. A presença de magnésio diminuiu a área superficial específica da alumina devido à mudança de estrutura. A interação entre a platina e o suporte também aumentou com a quantidade de magnésio, que também alterou a natureza e a quantidade dos sítios ácidos nos sólidos. De modo geral, o magnésio aumentou a quantidade de platina na superfície dos catalisadores e a quantidade de átomos de platina ricos em elétrons, como conseqüência do aumento de sua interação com o suporte. Todos os catalisadores foram ativos na reforma a vapor do metano e seletivos ao hidrogênio. Numa tendência geral, o magnésio favoreceu a atividade e seletividade dos catalisadores. A amostra com Mg/Al= 5 foi o catalisador mais ativo e seletivo, o que pode ser relacionado à sua área superficial específica mais alta, assim como ao teor mais elevado de átomos de platina mais ricos em elétrons na superfície. / Methane steam reforming is the main route to produce hydrogen and synthesis gas. Industrially, this reaction occurs on an alumina-supported nickel catalyst which, although shows high activity and selectivity, besides low price, it has the disadvantage of showing short life because of coke deposition. On the other hand, noble metals show high activity and are more resistant against coke deposition and sintering than the commercial catalyst. Besides, the addition of magnesium to alumina seems to be a good option to prevent coke deposition and also to increase the thermal resistance. Considering these advantages, the effect of magnesium addition on the properties of alumina-supported platinum was studied in this work, aiming to develop new efficient catalysts to produce hydrogen by methane steam reforming. Samples with Al/Mg (molar) = 0.2, 2 and 5 were prepared by precipitation method and impregnated with 1% (w/w) platinum. The solids were characterized by chemical analysis, thermogravimetry, differential thermal analysis, Fourier transform infrared spectroscopy, X-ray diffraction, temperature programmed reduction, specific surface area and porosity measurement, Fourier transform infrared spectroscopy using carbon monoxide as probe molecule, temperature programmed desorption of ammonia, X-ray photoelectron spectroscopy and carbon content measurement. The catalysts were evaluated at 600 oC and 1 atm, under a steam to methane molar ratio of 4. The catalysts richer in alumina (magnesium-free and with Al/Mg= 5 and 2) showed the γ-alumina structure while the others showed the periclase structure. The presence of magnesium increased the specific surface area of alumina because of the change in the structure. The interaction between platinum and the support also increased with the amount of magnesium which also changed the kind and the amount of acidic sites. As a whole magnesium also increased the amount of platinum on the catalyst surface and of electron-rich platinum atoms, as a consequence of the increase of its interaction with the support. All catalysts were active in methane steam reforming and selective to hydrogen. In a general tendency, magnesium favored the activity and selective of the catalysts. The sample with Al/Mg= 5 was the most active and selective catalyst, a fact that was related to its highest specific surface area as well as to the highest amount of electron-richest platinum atoms on the surface.

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.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-09-14T11:05:38Z No. of bitstreams: 1 FERNANDO JOSÉ DA SILVA - TESE (PPGEP) 2014.pdf: 7661090 bytes, checksum: d6d7296ae6b4537cc796b5ad44bc0b46 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-14T11:05:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FERNANDO JOSÉ DA SILVA - TESE (PPGEP) 2014.pdf: 7661090 bytes, checksum: d6d7296ae6b4537cc796b5ad44bc0b46 (MD5) Previous issue date: 2014-02-24 / CNPq / O combustível gasoso (gás natural) tem sido muito utilizado em motores diesel nos últimos anos, devido suas características positivas quando o foco é o nível das emissões lançadas na atmosfera. O biodiesel; combustível renovável, tem se apresentado como potencial alternativo para contribuir com a redução das emissões poluentes no mundo, com propriedades comparáveis ao diesel, tem sido usado amplamente em motores do ciclo diesel. O desafio é utilizar o motor diesel que opere de forma dual (líquido/gás), com misturas adequadas de diesel, biodiesel e gás natural, para obter a proporção correta de cada combustível, mantendo as características originais do motor e bom desempenho. Neste sentido, o objetivo desta pesquisa é analisar o desempenho, as características das emissões de um motor diesel, trabalhando com diesel comercial B5, biodiesel e gás natural. O combustível utilizado no motor consiste na mistura de 15% de óleo diesel e biodiesel (combustível líquido) e 85% de gás natural. Experimentos foram realizados em potências de 40, a 120 kW, com intervalos de 20 kw. O motor foi instrumentado para obter temperatura, fluxos de massa de ar, gás, diesel e biodiesel, pressão do ar de entrada do motor, do óleo lubrificante e concentração dos gases de combustão durante cada teste experimental. O custo específico do motor operando no modo dual foi melhor do que no modo diesel e a mistura diesel, biodiesel e gás natural que apresentou o menor custo específico, foi a mistura B50. Verificou-se a partir dos resultados experimentais que as emissões de NOx, NO e CO2 diminuíram, enquanto que as emissões de CO aumentaram, quando comparadas com a condição do motor operando no modo diesel comercial B5 como único combustível. / The gaseous fuel (Natural Gas) has been widely used on diesel engines in the last few years, due to its positive characteristics as far as the level of emissions released in the atmosphere is concerned. Biodiesel has been considered a potential alternative to contribute to reducing pollutant emissions level in the world, as a renewable fuel, its properties are comparable to the one of the diesel fuel which is already widely used in diesel engines. The big challenge is to use the diesel engine which operates in a dual form, using adequate mixtures of diesel, biodiesel and natural gas to obtain the correct proportion of each fuel and maintaining the original characteristics of the engine as well as a good performance. In this sense, the aim of this research is to study the characteristics of the commercial diesel engine emissions, operating with B40, B50, B60 and natural gas. The fuel used in the engine consists of a mixture of 15% diesel and biodiesel (liquid fuel) and 85% natural gas. Experiments were made using 40, to 120 kW, with an interval of 20 kW. The engine was instrumented to obtain the temperature, air, gas, diesel and biodiesel flow rate, the air pressure at the entrance of the engine, the lubricant oil temperature, and the concentration of exhaust gases during each experimental test. The specific cost of the engine operating in dual mode was better than in diesel mode, and the blend of diesel, biodiesel and natural gas with the lowest specific cost was the B50 blend. It was verified that the emission of NOx, NO and CO2 had decreased while the emissions of CO had increased, when compared to the conditions using commercial diesel (B5) as the only fuel.

O presente trabalho trata da modelagem de combustão em um queimador industrial de gás natural utilizando cadeias de reatores químicos idealizados. A partir de simulações de CFD e dados experimentais do ensaio denominado BERL 300 kW, sucessivas cadeias de reatores são propostas, baseando-se em premissas sobre as condições de temperatura e fluxo de massa entre as diversas regiões do escoamento reativo. O objetivo é obter uma cadeia de reatores que reproduza as emissões de NOx do ensaio. O erro relativo das emissões é de 98,23% na primeira cadeia, de 82,30% na segunda cadeia e de 1,54% na terceira cadeia. A partir da terceira cadeia de reatores proposta, considerada representativa do ensaio, realiza-se uma análise de sensibilidade e um estudo paramétrico, para avaliar a sensibilidade do modelo aos ajustes de segmentação de correntes e a capacidade de reproduzir os dados experimentais de emissão em condições de pré-aquecimento do ar de combustão e em operação fora do ponto de projeto. O modelo produz resultados satisfatórios para os casos de pré-aquecimento do ar até 110°C e para potências térmicas até 33% superiores ao ponto de projeto, não oferecendo bons resultados para as demais condições de operação. / This work shows the development and application of chemical reactor networks (CRN) to the modeling of a natural gas burner. The CRN development is based on experimental and CFD simulation results of the BERL 300 kW test. The CRN element arrangement, reactor volumes and flow splits are adjusted based on the best agreement with characteristic temperatures of the reactive flow, aiming to reproduce the experimental NOx emissions data. The relative error in the emissions predictions are 98,23% for the first CRN proposed, 82,30% for the second CRN and 1,54% for the third one. A sensitivity analysis and a parametric study of the third CRN are carried out to evaluate its sensitivity to the flow splits adjustments and its ability to predict emission with air preheat and turndown operation. The NOx emissions predicted by CRN are in good agreement until 110ºC preheating and for a turndown ratio of 1,33.

Este trabalho descreve o desenvolvimento de um protótipo para o controle em malha fechada da temperatura e estequiometria de um secador vertical cerâmico alimentado a gás natural, instalado na linha de produção de revestimentos cerâmicos da empresa Eliane Revestimentos Cerâmicos - Unidade II, em Cocal do Sul - SC. É apresentada a fundamentação teórica da combustão e os dados experimentais do comportamento do protótipo aplicado no secador, com o objetivo de reduzir a emissão de poluentes e aumentar a eficiência de queima do gás natural, tendo como conseqüência a diminuição do consumo do mesmo. Foi aproveitada a estrutura do secador referente à instrumentação e aos mecanismos de combustão. Sendo concluído o sensoriamento, com a adição do sensor de oxigênio em um tubo fixado ao queimador. A interface de potência do protótipo foi realizada com a inclusão do inversor de freqüência para o controle da rotação do ventilador de combustão. Com a conclusão da implementação da instrumentação, e interfaces de potência do protótipo, foi inserido o sistema de supervisão desenvolvido com a ferramenta Delphi no computador industrial do secador, o qual contém as telas referentes às monitorações dos sensores e parametrização do controlador Com o estudo do comportamento do processo em questão, foi obtido o modelo matemático através da análise dos dados experimentais do secador. A partir deste, desenvolveu-se o projeto e a estratégia de controle, bem como, o algoritmo de controle. O modelo teórico do sistema de controle foi implementado em um microcontrolador. Realizaram-se simulações do modelo teórico de controle para validar o mesmo referente à estabilidade, tanto na temperatura, quando na estequiometria. Após a validação do controle pelas simulações realizadas, foi implementado no secador o protótipo. Ao longo de um período pré-determinado foi analisado o comportamento do secador com o protótipo, visando comparar com o sistema original os ganhos obtidos vinculados a etapa de secagem como: aumento da qualidade final das peças cerâmicas e redução do consumo de gás natural. Conclui-se, que o trabalho atingiu as metas propostas, pois a validação do controle desenvolvido foi comprovada através da verificação da estabilidade da temperatura e estequiometria, aumento da qualidade final das peças cerâmicas e redução dos níveis de emissão de poluentes comparados ao sistema original do secador. / This work describes the development of a prototype for the closed loop control of temperature and composition of a vertical ceramic dryer fueled with natural gas, installed on the production line of Coating Ceramics Tiles Eliane Company - Unit II in Cocal do Sul - SC. It presented the theoretical foundation of combustion and experimental data of the behavior of the prototype used in the dryer, with the objective of reducing the emission of pollutants and increase the efficiency of burning natural gas, and consequently the decrease in consumption of it. It used the structure of the hair on the instrumentation and the mechanisms of combustion. Since the sensing completed with the addition of the oxygen sensor in a tube attached to the burner. The interface power prototype was made with the inclusion of the frequency inverter to control the rotation of the combustion fan. With the completion of the implementation of instrumentation, interfaces and power of the prototype, inserted the supervisory system tool developed with Delphi in the dryer industrial computer, which contains the paintings concerning monitoring of sensors and controller parameterisation. With the study of the behavior of the process in question, was carried out a mathematical model by analyzing the experimental data of the dryer. From this, it was developed the design and control strategy, and the algorithm of control. The theoretical model of the control system was implemented in a microcontroller. There were simulations of the theoretical model of control to validate the same on the stability, both in temperature, when in stoichiometry. After the validation of control by the simulations carried out, has been implemented in the prototype dryer. Over a pre-determined period has been analyzed the behavior of the dryer with the prototype, to compare with the original gains tied to the stage of drying as: increasing the quality of the final ceramic goods and reduce consumption of natural gas. It was concluded that the work has reached the goals, because the validation of the developed control was confirmed by checking the stability of temperature and stoichiometry, increase the quality of the final pieces of ceramics and reducing emission levels of pollutants compared to the original system dryer.

O objetivo desse estudo é caracterizar química e petrograficamente as camadas de carvão da jazida Santa Terezinha (Formação Rio Bonito, Bacia do Paraná) e sua relação com o gás natural associado com as camadas de carvão (CBM) determinado no poço CBM 001-ST-RS. Para tanto, primeiramente realizou-se uma sondagem-teste para coleta de testemunhos e em seguida fez-se medidas de desorção do gás natural associado com as camadas de carvão para determinar o conteúdo de gás total. Além disso, foram feitas análises petrográficas (análise de macerais e reflectância da vitrinita) e análises químicas (análise imediata, teor de enxofre, poder calorífico, difração de raio-X, fluorescência de raio-X) no carvão além de testes de adsorção (para CH4 e CO2) e análise de isótopos (C e H) e composição do gás. As análises petrográficas mostram um rank de betuminoso alto volátil C até semi-antracita enquanto que entre os grupos de macerais houve o predomínio da vitrinita e inertinita. Quanto à análise imediata, as amostram mostram um enriquecimento nas cinzas (34,43 até 92,7% em peso), já o poder calorífico varia de 170 a 6265Kcal/Kg e o teor de enxofre apresenta uma grande variação entre 0,12% e 7,68% em peso. A matéria mineral, determinada pela difração de raio-X, consiste principalmente de quartzo, caolinita e mica. Os elementos maiores os quais apresentaram maiores valores são SiO2, Al2O3 e Fe2O3, já os elementos-traço Cr, Sr e Ba mostram maiores concentrações no carvão. As medidas de desorção do gás natural mostram uma variação de 0,32 até 2,18cm³/g. Os valores de adsorção para CH4 variam de 0,12 a 0,22 mmol/g ( valor langmuir de 0,15- 0,27 mmol/g) enquanto que a capacidade de adsorção de CO2 varia de 0,39 a 0,81 mmol/g (valor langmuir de 0,45- 1,21 mmol/g). Os valores de isótopos estáveis de Carbono variam de -50,85 até -55,54‰ enquanto que os isótopos do Hidrogênio variam de -197,00 até -203,55 ‰, indicando assim origem na mistura de gases biogênico e termogênico. A composição do gás associado com as camadas de carvão (CBM) constitui-se quase que inteiramente de metano, com um range de 94,26 até 99,47%, com menores contribuições de hidrocarbonetos C2 e C3 e gases nãohidrocarbonetos (CO2 e N2). / The aim of this study is to characterize the chemical and petrographical properties of the coal seams from the Santa Terezinha Coalfield (Rio Bonito Formation, Paraná Basin) and their relationship with the natural gas determined for the coal seams (CBM) in exploration well CBM 001-ST-RS. For this, an exploration well was carried out to collect coal samples followed by desorption measurements made of the natural gas associated with the coal seams to determine the total content of gas. Also conducted, were petrographical analyses (maceral analysis and vitrinite reflectance) and chemical analyses (proximate analysis, sulfur content, calorific value, X-ray diffraction, X-ray fluorescence) of the coal, in addition to tests of adsorption (for CH4 and CO2), and analyses of isotopic (C and H) and gas composition. The petrographic analyses show a coal rank of high volatile C bituminous to semi-anthracite, whereas among the maceral groups, vitrinite and inertinite are predominant. As for proximate analysis, the samples show ash enrichment (34.43% to 92.7% in weight), calorific values range from 170 to 6265Kcal/Kg and sulfur content show a wide variation between 0.12% and 7.68 % by weight. The mineral matter, determined by X-ray diffraction, consists mainly of quartz, kaolinite and mica. The major elements with the highest values are SiO2, Al2O3 and FeO3, whereas trace elements such as Cr, Sr and Ba show the highest concentrations in the coal. Gas desorption measurements show a variation from 0.32 to 2.18 cm³ / g of coal. The values of adsorption for CH 4 range from 0.12 to 0.22 mmol / g (langmuir 0,15- 0,27 mmol/g), whereas the capacity of adsorption of CO2 varies from 0.39 to 0.81 mmol / g (langmuir 0,45- 1,21 mmol/g). Values of stable carbon isotopes range from -50.85 to -55.54 ‰, whereas the hydrogen isotopes range from -197.00 to 203.55 ‰, thus indicating the gas origin a mixture of biogenic and thermogenic. The gas associated with the coal seams (CBM) is made up almost entirely of methane, with a range of 94.26% to 99.47%, with smaller contributions from C2 and C3 hydrocarbons and nonhydrocarbon gases (CO2 and N2).

122 p. / Submitted by Santiago Fabio (fabio.ssantiago@hotmail.com) on 2012-12-19T18:42:04Z No. of bitstreams: 1 44.pdf: 1186910 bytes, checksum: 292e017fbc0b8656e75d1485e7996a34 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-12-19T18:42:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 44.pdf: 1186910 bytes, checksum: 292e017fbc0b8656e75d1485e7996a34 (MD5) Previous issue date: 2010 / Desde a promulgação da Lei nº 9.478/97, que flexibilizou o monopólio da extração de petróleo e gás natural no Brasil, muitas discussões têm sido realizadas por empresas independentes, associações dos produtores independentes – Associação das Empresas de Petróleo e Gás Natural Extraídos de Campos Marginais do Brasil (APPOM), Rede Cooperativa em Engenharia de Campos Maduros (RECAM) – e instituições como Instituto Brasileiro de Petróleo (IBP) e Organização Nacional da Indústria do Petróleo (ONIP). Estes encontros têm ocorrido com o objetivo de discutir e propor à Agência Nacional de Petróleo (ANP) e à Petrobrás, principal player do mercado, a ampliação das ofertas de campos com acumulações marginais e o ajuste no marco regulatório em vigor, que, segundo este grupo de produtores independentes, é condições sinequanon para a inserção de novas empresas e a manutenção das que operam neste setor. Com o objetivo de propor algumas medidas que possam contribuir para que a atividade de exploração e produção em campos com acumulações marginais se consolide como negócio atrativo e rentável no Brasil, o trabalho pretende analisar o presente cenário para a exploração e a produção nestes campos, o formato do atual marco regulatório, as dificuldades de licenciamento ambiental e comercialização do óleo e gás produzido e as características e principais dificuldades das firmas que operam neste mercado considerado tão atraente. / Salvador