Made available in DSpace on 2016-08-29T15:39:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_7530_Renato Rocha Batista20140507-105046.pdf: 3208134 bytes, checksum: 86396a6453dd7695ef80a09605df8169 (MD5) Previous issue date: 2014-03-06 / O presente trabalho de dissertação vem propor a aplicação de tecnologias químicas, para a transformação do potencial energético inerente a composição dos resíduos agrícolas do tipo casca frutífera, em energia elétrica como principal produto. Realizou-se um estudo bibliográfico de caracterização de resíduos da casca do cacau, coco e café; assim como das tecnologias de biodigestão anaeróbia, pirólise e combustão direta. A proposta de metodologia para solução do problema baseia-se na representação do problema por meio de árvores de estado. A etapa de análise é direcionada à aplicar técnicas intuitivas do método heurístico para selecionar a rota tecnológica considerada promissora para o aproveitamento energético de cada resíduo. Como resultado obtido, a biodigestão anaeróbia em reator do tipo batelada se mostrou a rota química mais promissora para o resíduo da casca de cacau. Para o resíduo da casca de coco, a rota química adequada foi a combustão direta, realizada em caldeira de grelha fixa; e para o resíduo da casca de café, a rota de conversão termoquímica do tipo pirólise precedida de peletização se mostrou promissora.

O aproveitamento de pó de borracha oriundo de pneus por meio da sua conversão térmica, agregandolhe valor econômico através de seus produtos de pirólise, pode representar uma solução para o problema ambiental de descarte deste resíduo. Na indústria de fundição são gerados dois tipos de areia: areia impregnada com resina (AIR) e areia verde (AV), sendo a primeira classificada como resíduo perigoso, dependendo da concentração de fenol nela contida. No presente trabalho são abordados dois resíduos industriais (pneu e AIR), de maneira a propor uma solução através do processo de co-pirólise em um reator de leito fluidizado. As amostras foram submetidas a vários ensaios de caracterização. A AIR foi caracterizada a partir da determinação da concentração de fenol e por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). A resina polimérica foi submetida a ensaios de Espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e as amostras de pneu (pó de borracha) foram caracterizadas através das análises elementar (CHNS) e imediata, além do poder calorífico superior. Os parâmetros cinéticos da reação de pirólise da resina polimérica incorporada a AIR foram determinados através de análise térmica (TGA / DTG) sob condições isotérmicas e nãoisotérmicas. O triplete cinético (Energia de Ativação, Fator pré- exponencial e mecanismo de reação) foi avaliado pelos métodos de Coats-Redfern, MacCallum-Tanner e van Krevelen. A análise térmica indicou que a degradação da resina polimérica ocorre em três fases distintas. Sob condições isotérmicas a energia de ativação (Ea) e o fator pré-exponencial (A) foram determinados como sendo 61,98 kJ.mol-1 e 3,13.102 s-1, respectivamente. Sob condições não-isotérmicas a cinética da pirólise da resina polimérica na região de maior perda de massa pode ser descrita pelo mecanismo Fn, para conversões abaixo de 0,8 e por um processo de difusão (D3) para as conversões acima de 0,8. A copirólise das amostras de pneu (PLABOR 100/420 e PLABOR 600) e da resina polimérica presente na AIR foi realizada em um reator de leito fluidizado sob atmosfera de nitrogênio (N2). Para realização dos experimentos foi utilizada uma vazão de nitrogênio de 0,70 Nm3/h. Seis borbulhadores foram utilizados para a condensação do óleo produzido no processo. O óleo e o char obtidos a partir da pirólise foram caracterizados. Os principais componentes presentes no óleo pirolítico foram determinados através de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FITR), enquanto a morfologia do char foi avaliada através de microscopia eletrônica de varredura (MEV). No estudo da co-pirólise, observou-se que o processo é eficiente para a remoção da resina polimérica contida na areia de fundição, pois houve redução do teor de fenol após a reação. Observou-se um rendimento de 0,46 L/kg de pneu (base úmida) para o ensaio de co-pirólise com a borracha PLABOR 100/420 e de 0,78 L/kg de pneu (base úmida) para o ensaio com a borracha PLABOR 600, além de 10,16 g de char no ensaio com a borracha PLABOR 100/420 e 12,83 g no ensaio com a borracha PLABOR 600 para cada 50 kg de borracha alimentada. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-07-10T16:00:15Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Daniele Perondi.pdf: 2626759 bytes, checksum: 2917d52a170d4916ad4630ce6b6d975f (MD5) / Made available in DSpace on 2014-07-10T16:00:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Daniele Perondi.pdf: 2626759 bytes, checksum: 2917d52a170d4916ad4630ce6b6d975f (MD5) / The use of rubber powder coming from tires through its thermal conversion, adding economic value to it through their pyrolysis products may represent a solution to the environmental problem of disposal of this waste. Two types of sand are generated in the foundry industry: sand impregnated with resin (AIR) and green sand (AV), the first being classified as hazardous waste, depending on the concentration of phenol therein. In this paper we addressed two industrial waste (tire and AIR), in order to propose a solution through co-pyrolysis in a fluidized bed reactor. The samples were subjected to several characterization tests. The AIR was characterized by determining the concentration of phenol and by Scanning Electron Microscopy (SEM). The polymeric resin was subjected to tests Spectroscopy Fourier transform infrared (FTIR) and rubbers were characterized by elemental analysis (CHNS) and immediately beyond the lower heating value. The kinetic parameters of the reaction pyrolysis of polymeric resin embedded in sand were determined by thermal analysis (TGA / DTG) under isothermal and non-isothermal. The kinetic triplet (activation energy, preexponential factor and reaction mechanism) was assessed by mathematical models of Coats-Redfern, MacCallum-Tanner and van Krevelen. Thermal analysis indicated that degradation of the polymeric resin occurs in three distinct phases. Under isothermal conditions the activation energy (Ea) and preexponential factor (A) were determined to be 61.98 kJ.mol-1 and 3.13.102 s-1, respectively. Under nonisothermal kinetics of pyrolysis of polymeric resin can be described by the mechanism Fn, for conversions below 0.8 and a diffusion process (D3) for conversions above 0.8. The co-pyrolysis of rubber (PLABOR 100/420 and PLABOR 600) and polymer resin present in AIR was performed in a fluidized bed reactor under an atmosphere of nitrogen (N2). For these experiments was used a nitrogen flow rate of 0.70 Nm3/h. Six bubblers were used for the condensation of oil produced in the process. The obtained oil and char from the pyrolysis were characterized. The main components present in the pyrolytic oil were determined by infrared spectroscopy by Fourier transform (FITR), while the char morphology was evaluated by scanning electron microscopy (SEM). In the study of co-pyrolysis, it was observed that the process is effective for removing polymeric resin contained in foundry sand as a reduction in the content of phenol after reaction. It was observed a yield of 0.46 L / kg tire (wet basis) for testing co-pyrolysis with rubber PLABOR 100/420 and 0.78 L / kg tire (wet basis) for test PLABOR rubber 600, and 10.16 g of char in the test with the rubber PLABOR 100/420 and 12.83 g in the test with the rubber PLABOR 600 for each 50 kg of rubber fed.

O tabaco energético é uma opção alternativa ao tabaco convencional e tem como principal característica a fácil adaptação aos solos improdutivos, além de ser praticamente isento de nicotina. O principal foco das pesquisas com tabaco energético está no uso das sementes para a obtenção do óleo com vistas à produção de biodiesel, tendo como subproduto a torta residual da prensagem. Neste trabalho foi realizado o estudo da pirólise da torta residual do processo de prensagem para a extração de óleo da semente de tabaco energético. A torta residual foi submetida à pirólise em leito fixo com fluxo de nitrogênio, gerando bio-óleo, gases e biochar. Os principais produtos (bio-óleo e biochar) foram detalhadamente estudados. No bio-óleo, através da análise por cromatografia gasosa, foram encontrados compostos de grande importância para a indústria química e farmacêutica, como o fenol, o guaiacol e grande teor de compostos nitrogenados, em especial as piridinas. A biomassa e o biochar foram caracterizados por diversas técnicas (análise elementar, poder calorífico, teor de cinzas, ICP-OES, FT-IR, etc) e o biochar foi testado para uso como adsorvente, carga para borrachas, fertilizantes, etc. O resultado mais promissor foi para uso como adsorvente, após a ativação do biochar. Tanto a biomassa quanto os produtos de pirólise apresentaram compostos nitrogenados, assim podendo isolá-los, no caso do bio-óleo, para futuras aplicações, como em fármacos (piridinas) e pesticidas (nitrilas). / Energetic tobacco is an alternative to conventional tobacco and its main feature is the easy adaptation to unfertile lands beside that it is practically free of nicotine. The energetic focus of research is in the use of tobacco seeds for obtaining oil for producing biodiesel. From this process results a byproduct that is the residual cake from the pressing. In this work, this residual cake was studied through pyrolysis in a fixed bed reactor with nitrogen flow, producing bio-oil, gas and biochar. The main products (bio-oil and biochar) were characterized in detail. In the bio-oil, important industrial feedstocks were identified by comprehensive two-dimensional gas chromatography, as phenols, guaiacols and N-compounds, with recognized use in the chemical and pharmaceutical industry. The biochar and biomass were characterized by some solid-state techniques (porosity, elemental analysis, ash content, presence of metals, themogravimetric analysis and infrared spectrocopy). Biochar was subjected to some tests for use as adsorbent, charge for rubber or fertilizers. Its most promising result was for use as adsorbent after activation of biochar. The biomass and its pyrolysis products showed nitrogenous compounds, thus being able to isolate them, in the case of bio-oil, for further applications, such as drugs (pyridines) and pesticides (nitriles).

Neste trabalho foram investigados processos de otimização para integração de suportes metálicos porosos selecionados (mono e multicamada) para desenvolvimento de células a combustível de filme fino (TF-SOFC) via deposição de laser pulsado (PLD). A rugosidade superfícial micrométrica dos suportes metálicos porosos é um fator de sensibilidade e limitação na utilização da técnica de PLD para a obtenção de filmes finos nanométricos de alta qualidade. Sendo assim, foram avaliadas técnicas de integração capazes de reduzir a rugosidade superficial próxima a uma escala nanométrica. Entre os processos de integração estudados, a técnica de spray pirólise foi aplicada para a integração de filme de reformador com base em céria e compostos de cobre (Cu- CeO2), sob suportes métálicos porosos selecionados. No bico aspersor o ar comprimido foi usado como agente atomizador da solução precursora na obtenção do filme reformador. As soluções precursoras foram baseadas em água deionizada como solvente. O nitrato de cério e o nitrato de cobre foram usados como agentes precursores. Os filmes foram depositados em dois suportes porosos metálicos previamente desenvolvidos para servirem de suporte para células a combustível. Os parâmetros de deposição como pressão de ar, concentração do sal precursor nitrato de cobre, volume de solução depositado e distância do aspersor, foram investigados e associados à qualidade dos filmes. As etapas de preparação e as características microestruturais do reformador obtido, assim como a redução da rugosidade superficial dos suportes com sua incorporação, foram avaliadas de forma a viabilizar a integração a um design TF-SOFC Os resultados mostram filmes com boa aderência sob os suportes, apresentando superfícies planas, diminuindo a rugosidade superficial original do mesmo e viabilizando a integração de TF-SOFC via PLD. A composição final apresentou uma mistura de duas fases (Cu-CeO2) como esperado. Foi também investigada a impregnação a vácuo do reformador no suporte metálico monocamada, porém não foi satisfatório o nivelamento superficial dos poros de forma a viabilizar o desenvolvimento de filmes finos via PLD em sua superfície. Da mesma forma foi investigada a deposição direta de filme buffer de NiO/Sc-YSZ sob suporte metálico poroso multicamada. Apesar de não apresentar fácil reprodutibilidade via aplicação direta de filme buffer por PLD , foi possível a obtenção e a integração de célula a combustível de filme fino sobre o suporte metálico poroso com sucesso e sua análise de conversão energética foi de 400mW.cm-2 a 650 °C em gás de segurança (9% H2). Filmes nanométricos com características estruturais específicas foram obtidos via PLD juntamente com processos de integração eficientes sob suporte poroso metálico onde a arquitetura multicamada da célula de filme fino foi integrada e harmoniosamente estruturada. / In this work, optimization processes were investigated for the integration of selected porous metal supports (mono and multilayer) for the development of thin film fuel cells (TF-SOFC) via pulsed laser deposition (PLD). The micrometric surface roughness of the porous metal supports is a factor of sensitivity and limitation in the use of the PLD technique to obtain high quality nanometric thin films. Therefore, integration techniques capable of reducing surface roughness close to a nanometric scale were evaluated. Among the integration processes studied, the spray pyrolysis technique was applied for the integration of ceria-based reformer films and copper compounds (Cu-CeO2), under selected porous metal substrates. In the spray nozzle the compressed air was used as atomizing agent of the precursor solution in obtaining the reforming film. The precursor solutions were based on deionized water as the solvent. Cerium nitrate and copper nitrate were used as precursor agents. The films were deposited on two metal porous supports previously developed to serve as support for fuel cells. The deposition parameters such as air pressure, copper nitrate precursor salt concentration, deposited solution volume and sprinkler distance were investigated and associated with the quality of the films. The preparation steps and the microstructural characteristics of the reformer obtained, as well as the reduction of the surface roughness of the supports with their incorporation, were evaluated in order to allow integration to a TF-SOFC design The results show films with good adhesion under the supports, presenting flat surfaces, reducing the original surface roughness of the same and enabling the integration of TFSOFC via PLD. The final composition presented a two-phase mixture (Cu-CeO2) as expected. Vacuum impregnation of the reformer was also investigated in the monolayer metal support, however the superficial leveling of the pores was not satisfactory in order to allow the development of thin films via PLD on their surface. Likewise, direct deposition of NiO / Sc-YSZ buffer films on multilayer porous metal support was investigated. Although it did not present an easy reproducibility through direct application of PLD buffered film, it was possible to obtain and integrate thin film fuel cell onto the porous metal support successfully and its energy conversion analysis was 400mW.cm-2 at 650 °C in safety gas (9% H2). Nanoscale films with specific structural characteristics were obtained via PLD together with efficient integration processes under metal porous support where the multilayer architecture of the thin film cell was integrated and harmoniously structured.

Orientador: Antonio Carlos Luz Lisboa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-05T00:22:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_AndreRicardoFelklde_M.pdf: 3790165 bytes, checksum: 4cd0eda3c0035bb3f544cbdb6c95a8e8 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Por ser a maior reserva de combustível fóssil existente na terra o xisto vem sendo objeto de várias pesquisas. Estas pesquisas se referem a modelos cinéticos e a modelos de transferência de calor de massa no processo de pirólise de xisto. Porém, sendo o xisto uma rocha sedimentar formada por componentes orgânicos complexos (principalmente o queogênio) distribuído numa matriz mineral, existem várias discordâncias entre estes trabalhos no que se refere ao mecanismo de desvolatilizaçã. A maioria destes trabalhos pressupõe que o processo de desvolatilização do xisto ocorre de forma homogênea ou segundo o modelo do núcleo não reagido. Sendo o mecanismo de desvolatilização de suma importância para o projeto de retortas para pirolisar o xisto, o presente trabalho tem por objetivo investigar experimentalmente qual o mecanismo de desvolatilização do xisto. Para tal, partículas de xisto com formato paralelepipédico, com dimensões de 0,06 m x 0,04 m x 0,03 m, foram pirolisadas e desvolatilizadas parcialmente em um forno mufla com atmosfera de nitrogênio. A seguir a partícula foi seccionada e amostras do seu interior foram submetidas à analise termogravimétrica (TGA). Durante os experimentos de pirólise no forno mufla as temperaturas do centro e da superfície das partículas forma registradas ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Oil shale, the largest reserve of fossil fuels in the word, has been the subject of many investigations. These investigations has involved studies related to kinetic models, as well as heat and mass transfer regardein the pyrolysis reaction. Due to oil shale complex structure ¿ a sedimentary rock comprising organic matter, named kerogen, scattered in a inert matrix ¿ the studies have diverged about the pyrolysis or devolatilization mechanism. Most researches indicate the mechanism follows the shirinking core model (SCM) or the homogeneous model. As the objective of the present work was to study this mechanisnm. In order to do that, paallelepidedic oil shale particles, measuring 0,06m x 0,04m x 0,03m, were partially pyrolized in a muffle furnace under inert atmosphere. Subsequently, the particle was severes to expose an inner cross section. Samples were collected and submitted to thermogravimetric analysis (TGA) to obtain the organic matter profile within the particle. During each pyrolysis run, the temperatures at the particle center and surface were recorded. The results indicated that the devolatilizations mechanism do not follow the shrinking core model. It follows more likely the homogenous model, in which the different onganic matter content throughout the partially pyrolyzed shale particle is acconunted for by the temperature gradient within the partiele ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Carlos Alberto Luengo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-10T20:21:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Perdomo_LeonardoVerbicaro_M.pdf: 1471442 bytes, checksum: 55995a35994cc8df5ffc69d4d28c5d2f (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Nesta dissertação é apresentada uma análise de problemas da mecânica da fratura elástica linear em estruturas bimateriais anisotrópicas. Utilizando o método dos elementos de contorno é possível calcular os fatores de intensidade de tensão em problemas planos (2D) devido à presença de trincas interfaciais entre as lâminas que compõem o material. A estrutura pode estar submetida à carregamento em modo I ou modo misto. O problema é modelado usando-se a técnica de sub-regiões para descrever cada um dos diferentes subdomínios, representado por cada material. Na interface das sub-regiões, em que o domínio é dividido, são impostas condições de equilíbrio de forças e continuidade de deslocamentos, exceto na região que corresponde à trinca. O comportamento singular apresentado pelo campo de tensões próximo à ponta da trinca é modelado com elementos de ponto a um quarto com singularidade de forças de superfície. São apresentados exemplos numéricos de problemas com carregamentos no plano. Foi também apresentada a análise de convergência de malhas, mostrando uma pequena dependência da discretização mesmo quando malhas pouco refinadas foram usadas. Alguns dos exemplos têm correspondentes na literatura, os quais foram utilizados para comparação com os resultados obtidos. Observou-se uma boa concordância na comparação dos resultados / Abstract: This thesis presents an analysis of problems of linear elastic fracture mechanics in anisotropic bimaterial structures. Using the boundary element method, it is possible to evaluate stress intensity factors in plane problems (2D) due to the presence of interfacial cracks between the laminae that constitute the material, when the structure is submitted to a mode I or in mixed mode loading. The problem is modeled using the subregion technique to describe each one of the different subdomains, represented by each material. On the interface of subregions, which the domain is divided, conditions of tractions equilibrium and displacements continuity are imposed, except in the corresponding crack region. The singular behavior presented by the stress field near the crack tip is modeled by traction singular quarter point element. Numerical examples of problems with in-plane loading are presented. Mesh convergence analyses are also presented, showing little dependence on the discretization even when coarse meshes were used. Some of these examples have correspondents in literature, that were used for comparisons with the obtained results. A good agreement in the comparisons of results was observed / Mestrado / Planejamento de Sistemas Energeticos / Mestre em Engenharia Mecânica

O aproveitamento de pó de borracha oriundo de pneus por meio da sua conversão térmica, agregandolhe valor econômico através de seus produtos de pirólise, pode representar uma solução para o problema ambiental de descarte deste resíduo. Na indústria de fundição são gerados dois tipos de areia: areia impregnada com resina (AIR) e areia verde (AV), sendo a primeira classificada como resíduo perigoso, dependendo da concentração de fenol nela contida. No presente trabalho são abordados dois resíduos industriais (pneu e AIR), de maneira a propor uma solução através do processo de co-pirólise em um reator de leito fluidizado. As amostras foram submetidas a vários ensaios de caracterização. A AIR foi caracterizada a partir da determinação da concentração de fenol e por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). A resina polimérica foi submetida a ensaios de Espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e as amostras de pneu (pó de borracha) foram caracterizadas através das análises elementar (CHNS) e imediata, além do poder calorífico superior. Os parâmetros cinéticos da reação de pirólise da resina polimérica incorporada a AIR foram determinados através de análise térmica (TGA / DTG) sob condições isotérmicas e nãoisotérmicas. O triplete cinético (Energia de Ativação, Fator pré- exponencial e mecanismo de reação) foi avaliado pelos métodos de Coats-Redfern, MacCallum-Tanner e van Krevelen. A análise térmica indicou que a degradação da resina polimérica ocorre em três fases distintas. Sob condições isotérmicas a energia de ativação (Ea) e o fator pré-exponencial (A) foram determinados como sendo 61,98 kJ.mol-1 e 3,13.102 s-1, respectivamente. Sob condições não-isotérmicas a cinética da pirólise da resina polimérica na região de maior perda de massa pode ser descrita pelo mecanismo Fn, para conversões abaixo de 0,8 e por um processo de difusão (D3) para as conversões acima de 0,8. A copirólise das amostras de pneu (PLABOR 100/420 e PLABOR 600) e da resina polimérica presente na AIR foi realizada em um reator de leito fluidizado sob atmosfera de nitrogênio (N2). Para realização dos experimentos foi utilizada uma vazão de nitrogênio de 0,70 Nm3/h. Seis borbulhadores foram utilizados para a condensação do óleo produzido no processo. O óleo e o char obtidos a partir da pirólise foram caracterizados. Os principais componentes presentes no óleo pirolítico foram determinados através de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FITR), enquanto a morfologia do char foi avaliada através de microscopia eletrônica de varredura (MEV). No estudo da co-pirólise, observou-se que o processo é eficiente para a remoção da resina polimérica contida na areia de fundição, pois houve redução do teor de fenol após a reação. Observou-se um rendimento de 0,46 L/kg de pneu (base úmida) para o ensaio de co-pirólise com a borracha PLABOR 100/420 e de 0,78 L/kg de pneu (base úmida) para o ensaio com a borracha PLABOR 600, além de 10,16 g de char no ensaio com a borracha PLABOR 100/420 e 12,83 g no ensaio com a borracha PLABOR 600 para cada 50 kg de borracha alimentada. / The use of rubber powder coming from tires through its thermal conversion, adding economic value to it through their pyrolysis products may represent a solution to the environmental problem of disposal of this waste. Two types of sand are generated in the foundry industry: sand impregnated with resin (AIR) and green sand (AV), the first being classified as hazardous waste, depending on the concentration of phenol therein. In this paper we addressed two industrial waste (tire and AIR), in order to propose a solution through co-pyrolysis in a fluidized bed reactor. The samples were subjected to several characterization tests. The AIR was characterized by determining the concentration of phenol and by Scanning Electron Microscopy (SEM). The polymeric resin was subjected to tests Spectroscopy Fourier transform infrared (FTIR) and rubbers were characterized by elemental analysis (CHNS) and immediately beyond the lower heating value. The kinetic parameters of the reaction pyrolysis of polymeric resin embedded in sand were determined by thermal analysis (TGA / DTG) under isothermal and non-isothermal. The kinetic triplet (activation energy, preexponential factor and reaction mechanism) was assessed by mathematical models of Coats-Redfern, MacCallum-Tanner and van Krevelen. Thermal analysis indicated that degradation of the polymeric resin occurs in three distinct phases. Under isothermal conditions the activation energy (Ea) and preexponential factor (A) were determined to be 61.98 kJ.mol-1 and 3.13.102 s-1, respectively. Under nonisothermal kinetics of pyrolysis of polymeric resin can be described by the mechanism Fn, for conversions below 0.8 and a diffusion process (D3) for conversions above 0.8. The co-pyrolysis of rubber (PLABOR 100/420 and PLABOR 600) and polymer resin present in AIR was performed in a fluidized bed reactor under an atmosphere of nitrogen (N2). For these experiments was used a nitrogen flow rate of 0.70 Nm3/h. Six bubblers were used for the condensation of oil produced in the process. The obtained oil and char from the pyrolysis were characterized. The main components present in the pyrolytic oil were determined by infrared spectroscopy by Fourier transform (FITR), while the char morphology was evaluated by scanning electron microscopy (SEM). In the study of co-pyrolysis, it was observed that the process is effective for removing polymeric resin contained in foundry sand as a reduction in the content of phenol after reaction. It was observed a yield of 0.46 L / kg tire (wet basis) for testing co-pyrolysis with rubber PLABOR 100/420 and 0.78 L / kg tire (wet basis) for test PLABOR rubber 600, and 10.16 g of char in the test with the rubber PLABOR 100/420 and 12.83 g in the test with the rubber PLABOR 600 for each 50 kg of rubber fed.

Orientador: Carlos Alberto Luengo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-18T13:51:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rocha_JoseDilcio_M.pdf: 2118982 bytes, checksum: 04fa295275e1560d557bb53472cec98c (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Trata-se de forma paralela a siderurgia baseada no carvão mineral e no carvão vegetal, mostrando-se suas semelhanças e diferenças. No Brasil, a produção de aço est.á dividida em 70% com coque e 30% com carvão vegetal, que pode ser considerado um coque de lenha. O coque de carvão mineral e o carvão vegetal de lenha são importantes insumos siderúrgicos. Eles agem como redutores do minério de ferro e ao mesmo tempo fornecem a energia necessária para o processo, no alto-fomo. O coque é de uso mundial ao passo que, o carvão vegetal é quase um insumo exclusivamente brasileiro, para uso siderúrgico, em larga escala. Ele pode ser produzido a partir de lenha nativa ou de reflorestamentos com eucaliptos. Do carvão mineral, além do coque, aproveita-se uma grande variedade de produtos carboquímicos, já no caso da lenha, aproveita-se apenas o carvão vegetal e perde-se em forma de fumaça mais da metade da massa de lenha enfomada. Esta diferença está nas tecnologias empregadas, mas, potencialmente, a lenha pode originar muitos outros produtos durante a sua pirólise. Como sub-produtos, os alcatrões são fonte de variedades de compostos químicos ou de energia. O alcatrão de carvão mineral ~ refinado-e seus derivados são de uso industrial, sendo o piche o principal deles. O piche é consumido pelas indústrias de alumínio e na própria siderúrgica. Nas primeiras, é empregado na forma da pasta Sbderberg, que consiste numa mistura com coque de petróleo, sendo responsável pela condução da eletricidade para fusão da alumina, nas cubas eletrolíticas. A siderurgia com fomos elétricos emprega eletrodos pré-cozidos produzidos também com. a mistura de piche e coque de petróleo e submetido a tratamentos térmicos apropriados. Apresenta-se alternativas técnicas para a transformação do carvoejamento da madeira em uma agroindústria eficiente, com aproveitamento integral da matéria-prima, aos moldes da siderurgia à coque. Também, incluem-se resultados de laboratório com alcatrão, obtido durante a carbonização da lenha. Tais experimentos visaram obter piches que pudessem servir de ligantes na fabricação de eletrodos grafiticos. Essa aplicação ilustra uma das possibilidades de aproveitamento dos sub-produtos da lenha aumentando os rendimentos na sua transformação em carvão vegetal. A parte experimental consistiu na construção do equipamento denominado destilador/polimerizador, empregado no processamento do alcatrão em piche. Foram obtidas dez amostras de piches de alcatrão de madeira, variando-se três condições de processo: temperatura final, pressão e taxa de aquecimento. Em seguida, as amostras foram caracterizadas, medindo-se suas propriedades fisico-químicas. Ainda nesse trabalho, compara-se as amostras de piche de madeira com os piches comerciais derivados de carvões minerais, obtidos durante a pirólise nas coquerias das siderúrgicas, os quais são largamente utilizados na fabricação de eletrodos / Abstract: The coal and the charcoal-based siderurgies are disussed showing their differences and similarities. The brazilian steel production is divided in 70% fTom coke and 30% fTom charcoal. The coke obtained fTom coal and the charco ai fTom firewood are important siderurgic raw.;materials. They are ironore reducing agents and the same time they are energy sources to melt the ore inside the blast furnace. The metallurgical coke is used in the whole world and the charcoal for metallurgical uses only in Brazil in large scale. The . charcoal is produced fTom native or planted forests, mainly eucalyptus trees. During coal processing is produced coke and many chemicals, but the firewood gives charcoal onty. This difference is technological, but, potentially, the firewood can generate many pyrolytic products too. Tars are chemical and etiergy sources. The coal tar is refined and their derivatives are used industrally, with the pitch like principal product. They are comsumed in the aluminum plants and in the siderurgy. In the first it is used in the Sõderberg electrodes. a eletrolitic mixture with petroleum coke,-which is electric-conducting for-alumina melting. In the siderurgy it is used to produce pre-baking electrodes for electric ovens. In this dissertation, it is presented technicalalternatives to transforrn the agroindustry based in charcoal production in an efficient industry. Suggestions are given to upgrade the raw-materials, like in the coke-based siderurgy. Laboratory experiments were made with ~ucalyptus tar, obtained during the firewood carbonization. These experiments aimed to produce binder pitches for grafitic I electrodes. this application show a possible use for firewood by-products increasing the yields in the charcoal transforrnation processes. The experimental part consisted in a bench equipment building, named "distiller/polimerizer", which was used in the process to tar fTom pitch. Ten eucalyptus pitch . samples were generated varying three process conditions: final temperature, pressure and heating rate. They were characterized and their physical-chemical properties were measured. It is presented a comparison between eucalyptus tar pitche samples and commercial coal tar pitches. These last are obtained from coal tar in the siderurgy's coke-oven during the coke production. They are largely utilized for electrode-making / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Edesio Luiz Simionatto. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional Blumenau, Centro de Ciências Exatas e Naturais, Programa de Pós-Graduação em Química.

Neste trabalho, o uso de bio-óleo foi proposto como alternativa aos combustíveis fósseis (petróleo). O bio-óleo foi produzido por pirólise de serragem de eucalipto e óleo de fritura de soja descartado, enquanto que o óxido de cálcio (CaO) foi usado como catalisador de pirólise para melhorar o rendimento de bio-óleo. A temperatura do sistema de pirólise foi iniciada a 25 °C e aumentada para 850 °C. A destilação atmosférica de bio-óleo bruto foi realizada após a pirólise e duas frações foram separadas à temperatura de 80−160 ºC (LFP, Fação Leve da Pirólise do bio- óleo) e 160−240 ºC (HFP, Fração Pesada da Pirólise do bio-óleo) e as quais foram analisadas por TGA (análise térmica gravimétrica), GC-MS (cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa), FTIR (espectroscopia de infravermelho de transformação de Fourier) e RMN (espectroscopia de ressonância magnética nuclear) verificando-se que havia uma abundância de espécies contendo nitrogênio e oxigênio, bem como outras espécies reativas. Com o objetivo de reduzir a quantidade destas espécies após a pirólise, as frações LFP e HFP foram submetidas ao processo de craqueamento térmico na presença de hidrogênio (hidrogenação) e, novamente submetido a hidrogenação catalítica na presença do catalisador de NiMo. Após a hidrogenação catalítca, foi realizada a segunda destilação atmosférica obtendo-se duas frações à temperatura de 80−160 ºC (LFH, Fração Leve da Hidrogenação ) e 160−240 ºC (HFH, Fração Pesada da Hidrogenação) as quais foram igualmente caracterizadas pelas técnicas acima enumeradas, observando-se que mais de 60% de espécies nitrogenadas, oxigenadas e outras espécies reativas foram convertidas em hidrocarbonetos. As diferenças entre LFP, HFP e LFH, HFH foram apresentadas e discutidas criticamente neste trabalho, onde verificou-se após as análises fisico-químicas como composição química, entalpia de combustão, ponto de congelamento, densidade, viscosidade e volatilidadeque as frações obtidas pelo processo de Page 17 of 115 craqueamento e hidrogenação catalítica (LFH e HFH) podem ser usadas como combustíveis, porque apresentaram semelhanças muito próximas nas propriedades fisico-quimicas importantes do óleo de aviação (AF) e óleo diesel (DF). A partir destas informações foram preparadas formulações com 10 e 20% (m/m) das frações: HFH com óleo de aviação (AF) e LFH com oleo diesel (DF). As análises fisico quimicas destas formulações comparadas com o AF e DF mostraram o potencial uso destas frações como aditivos e consequente contribuição para a amenização da crise energética mundial.