Neste estudo, amostras de carvão (feed coal), cinzas pesadas e cinzas leves, amostradas pelo intervalo de 3 a 4 meses no período um ano, de usinas termelétricas localizadas no sul do Brasil (Candiota (RS), Charqueadas (RS), São Jerônimo (RS) e Jorge Lacerda (SC)) foram analisadas e comparadas. As amostras de carvão foram caracterizadas pela análise petrológica (reflectância da vitrinita e análise macerais), análise química (imediata e elementar), determinação do poder calorifico, difração de raios X e espectrometria micro-Raman. As amostras de cinzas pesadas e leves foram analisadas por difração de Raios X, carbono total (CT) e métodos petrológicos. A análise de reflectância da vitrinita mostrou que os carvões utilizados em usinas termelétrica do Rio Grande do Sul têm um rank subbetuminoso, enquanto o carvão de Jorge Lacerda (SC) é composto de uma mistura de carvões com níveis de rank que variaram de subbetuminoso até meta-antracita, mas que são predominantes de betuminoso alto volátil. A análise de macerais mostrou que vitrinita e inertinita foram os grupos de macerais predominantes em todas as amostras de carvão. As misturas de carvão de Jorge Lacerda são caracterizadas pelas diferentes populações de vitrinita, turfa e coque de petróleo. A análise imediata mostrou que todos os carvões têm elevado teor de cinzas, com valores médios de: 49% (p/p) para Candiota, 47,6% (p/p) para Charqueadas, 38,9% (p/p) para São Jerônimo e 40,5% (p/p) para Jorge Lacerda. A análise elementar apresentou valores médios de enxofre de: 1,4% (p/p) para carvões de Candiota, 0,9% (p/p) de Charqueadas, 0,7% (p/p) de São Jerônimo e 2,0% (p/p) de Jorge Lacerda. Os valores médios de poder calorífico foram: 2928 cal/g para Candiota, 3156 cal/g para Charqueadas, 3834 cal/g para São Jerônimo e 4510 cal/g para Jorge Lacerda. A matéria mineral determinada pela difração de raios X consistiu principalmente de quartzo e caolinita. A matéria mineral das cinzas pesadas e leves, determinada por difração de raios X, consistiu predominantemente de quartzo e mulita. Os valores médios do CT nas cinzas pesadas e leves foi: 0,66 e 0,35% (p/p) para Candiota, 10,11 e 1,17% (p/p) para Charqueadas, 16,97 e 9,34% (p/p) para São Jerônimo e 2,47 e 0,99% (p/p) para Jorge Lacerda respectivamente. A composição da matéria mineral das amostras de cinzas consistiu na sua maioria de vidro e esferas de espinélio. Crassisphere e crassinetworks, derivados de vitrinita, foram as partículas de char mais comuns observadas nas amostras de cinzas, bem como partículas de mixed dense e solid/fusinoid, derivadas de macerais de inertinita.Espectrometria micro-Raman foi utilizada para observar diferenças entre os grupos de macerais das amostras de carvão neste estudo e entre vitrinitas de carvões com rank diferentes. Os espectros Raman da vitrinita e inertinita foram semelhantes, porém a vitrinita apresentava maior deslocamento Raman do pico – D e o pico – G apresentava uma largura maior. O espectro obtido para liptinita consistiu de alta fluorescência, sem picos significativos. Em relação o rank de carvão, as larguras dos picos G e D tornaram-se menores com aumento da reflectância da vitrinita. / In this study feed coal, bottom ash and fly ash from coal-burning power plants located in southern Brazil (Candiota (RS), Charqueadas (RS), São Jerônimo (RS) and Jorge Lacerda (SC)) were collected in intervals of three to four months over a period of one a period of one year and analyzed by petrological and chemical methods. Analyses on the feed coal samples included the following: petrological (vitrinite reflectance and maceral analysis) chemical (proximate and ultimate analyses, determination of calorific values) and mineralogical (X-ray diffraction and Raman micro-spectrometry). Analyses on bottom and fly ash samples included X-ray diffraction, total carbon (TC) and petrological methods.The petrological analyses showed that the coals from Rio Grande do Sul have a rank of: subbituminous, while the coal from Jorge Lacerda is composed of a blend of coals with ran levels that ranged from subbituminous to meta-anthracite, with a predominance of high volatile bituminous coal. The maceral analysis showed that vitrinite and inertinite were the dominate maceral groups in the coals. The coal blends from Jorge Lacerda were composed of different vitrinite populations and also included peat and petroleum coke. The proximate analysis showed that the coals have high ash content, with average values of: 49.0% wt. for Candiota, 47.6% wt. for Charqueadas, 38.9% wt. for São Jerônimo and 40.5 for Jorge Lacerda. The ultimate analysis showed average sulfur values of: 1.4% wt. for Candiota, 0.9% wt. for Charqueadas, 0.7% wt. for São Jerônimo and 2.0% wt. for Jorge Lacerda. The average calorific values were: 2928 cal/g for Candiota, 3156 cal/g for Charqueadas, 3834 cal/g for São Jerônimo and 4510 cal/g for Jorge Lacerda. The mineral matter consisted of mainly quartz and kaolinite, as determined by X-ray diffraction. The mineral matter of the bottom ash and fly ash, as determined by X-ray diffraction, consisted predominately of quartz and mullite. The average values of the TC in the bottom ash and fly ash was determined to be: 0,66 wt.% and 0,35 wt.% for Candiota, 10,11 wt.% and 1,17 wt.% for Charqueadas, 16,97 wt.% and 9,34 wt.% for São Jerônimo and 2,47 wt.% and 0,99 wt.% for Jorge Lacerda respectively. The mineral matter of the ash samples consisted mostly of glass and spinel spheres. Crassisphere and crassinetworks, derived from vitrinite, were common char particles observed in the ash samples, as well as mixed dense and solid/fusinoid, particles derived from inertinite macerals. Ash samples from São Jerônimo contained several unburnt coal particles, while samples from Jorge Lacerda contained solid particles derived from petroleum coke.Raman spectrometry was used to characterize the coal samples in this study, with respect to the different maceral groups and changes in coal rank. The Raman spectra of vitrinite and inertinite were similar with the exception that vitrinite had higher D- peak wave numbers and the G-peaks were wider. The spectrum obtained for liptinites consisted of a high background florescence, without significant peaks. With increasing coal rank, the widths of the G and D-peaks become smaller.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:52:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:02:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:35:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:03:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Neste estudo, amostras de carvão (feed coal), cinzas pesadas e cinzas leves, amostradas pelo intervalo de 3 a 4 meses no período um ano, de usinas termelétricas localizadas no sul do Brasil (Candiota (RS), Charqueadas (RS), São Jerônimo (RS) e Jorge Lacerda (SC)) foram analisadas e comparadas. As amostras de carvão foram caracterizadas pela análise petrológica (reflectância da vitrinita e análise macerais), análise química (imediata e elementar), determinação do poder calorifico, difração de raios X e espectrometria micro-Raman. As amostras de cinzas pesadas e leves foram analisadas por difração de Raios X, carbono total (CT) e métodos petrológicos. A análise de reflectância da vitrinita mostrou que os carvões utilizados em usinas termelétrica do Rio Grande do Sul têm um rank subbetuminoso, enquanto o carvão de Jorge Lacerda (SC) é composto de uma mistura de carvões com níveis de rank que variaram de subbetuminoso até meta-antracita, mas que são predominantes de betuminoso alto volátil. A análise de macerais mostrou que vitrinita e inertinita foram os grupos de macerais predominantes em todas as amostras de carvão. As misturas de carvão de Jorge Lacerda são caracterizadas pelas diferentes populações de vitrinita, turfa e coque de petróleo. A análise imediata mostrou que todos os carvões têm elevado teor de cinzas, com valores médios de: 49% (p/p) para Candiota, 47,6% (p/p) para Charqueadas, 38,9% (p/p) para São Jerônimo e 40,5% (p/p) para Jorge Lacerda. A análise elementar apresentou valores médios de enxofre de: 1,4% (p/p) para carvões de Candiota, 0,9% (p/p) de Charqueadas, 0,7% (p/p) de São Jerônimo e 2,0% (p/p) de Jorge Lacerda. Os valores médios de poder calorífico foram: 2928 cal/g para Candiota, 3156 cal/g para Charqueadas, 3834 cal/g para São Jerônimo e 4510 cal/g para Jorge Lacerda. A matéria mineral determinada pela difração de raios X consistiu principalmente de quartzo e caolinita. A matéria mineral das cinzas pesadas e leves, determinada por difração de raios X, consistiu predominantemente de quartzo e mulita. Os valores médios do CT nas cinzas pesadas e leves foi: 0,66 e 0,35% (p/p) para Candiota, 10,11 e 1,17% (p/p) para Charqueadas, 16,97 e 9,34% (p/p) para São Jerônimo e 2,47 e 0,99% (p/p) para Jorge Lacerda respectivamente. A composição da matéria mineral das amostras de cinzas consistiu na sua maioria de vidro e esferas de espinélio. Crassisphere e crassinetworks, derivados de vitrinita, foram as partículas de char mais comuns observadas nas amostras de cinzas, bem como partículas de mixed dense e solid/fusinoid, derivadas de macerais de inertinita.Espectrometria micro-Raman foi utilizada para observar diferenças entre os grupos de macerais das amostras de carvão neste estudo e entre vitrinitas de carvões com rank diferentes. Os espectros Raman da vitrinita e inertinita foram semelhantes, porém a vitrinita apresentava maior deslocamento Raman do pico – D e o pico – G apresentava uma largura maior. O espectro obtido para liptinita consistiu de alta fluorescência, sem picos significativos. Em relação o rank de carvão, as larguras dos picos G e D tornaram-se menores com aumento da reflectância da vitrinita. / In this study feed coal, bottom ash and fly ash from coal-burning power plants located in southern Brazil (Candiota (RS), Charqueadas (RS), São Jerônimo (RS) and Jorge Lacerda (SC)) were collected in intervals of three to four months over a period of one a period of one year and analyzed by petrological and chemical methods. Analyses on the feed coal samples included the following: petrological (vitrinite reflectance and maceral analysis) chemical (proximate and ultimate analyses, determination of calorific values) and mineralogical (X-ray diffraction and Raman micro-spectrometry). Analyses on bottom and fly ash samples included X-ray diffraction, total carbon (TC) and petrological methods.The petrological analyses showed that the coals from Rio Grande do Sul have a rank of: subbituminous, while the coal from Jorge Lacerda is composed of a blend of coals with ran levels that ranged from subbituminous to meta-anthracite, with a predominance of high volatile bituminous coal. The maceral analysis showed that vitrinite and inertinite were the dominate maceral groups in the coals. The coal blends from Jorge Lacerda were composed of different vitrinite populations and also included peat and petroleum coke. The proximate analysis showed that the coals have high ash content, with average values of: 49.0% wt. for Candiota, 47.6% wt. for Charqueadas, 38.9% wt. for São Jerônimo and 40.5 for Jorge Lacerda. The ultimate analysis showed average sulfur values of: 1.4% wt. for Candiota, 0.9% wt. for Charqueadas, 0.7% wt. for São Jerônimo and 2.0% wt. for Jorge Lacerda. The average calorific values were: 2928 cal/g for Candiota, 3156 cal/g for Charqueadas, 3834 cal/g for São Jerônimo and 4510 cal/g for Jorge Lacerda. The mineral matter consisted of mainly quartz and kaolinite, as determined by X-ray diffraction. The mineral matter of the bottom ash and fly ash, as determined by X-ray diffraction, consisted predominately of quartz and mullite. The average values of the TC in the bottom ash and fly ash was determined to be: 0,66 wt.% and 0,35 wt.% for Candiota, 10,11 wt.% and 1,17 wt.% for Charqueadas, 16,97 wt.% and 9,34 wt.% for São Jerônimo and 2,47 wt.% and 0,99 wt.% for Jorge Lacerda respectively. The mineral matter of the ash samples consisted mostly of glass and spinel spheres. Crassisphere and crassinetworks, derived from vitrinite, were common char particles observed in the ash samples, as well as mixed dense and solid/fusinoid, particles derived from inertinite macerals. Ash samples from São Jerônimo contained several unburnt coal particles, while samples from Jorge Lacerda contained solid particles derived from petroleum coke.Raman spectrometry was used to characterize the coal samples in this study, with respect to the different maceral groups and changes in coal rank. The Raman spectra of vitrinite and inertinite were similar with the exception that vitrinite had higher D- peak wave numbers and the G-peaks were wider. The spectrum obtained for liptinites consisted of a high background florescence, without significant peaks. With increasing coal rank, the widths of the G and D-peaks become smaller.

Na expansão da geração termelétrica brasileira predominam como combustíveis o gás natural, os óleos combustíveis, a biomassa e o carvão mineral. A concentração das reservas nacionais de carvão no Sul provoca situação peculiar na entrada de novas fontes. Se por um lado a expansão privilegia o carvão e a consequente indústria extrativa local, por outro abre mão de tecnologias mais eficientes e limpas. Esta pesquisa apresenta os principais fatores que influenciam no desempenho dessas usinas e na contratação de geradores, caracterizando a expansão termelétrica. Posteriormente são criados quatro cenários de expansão da geração para a Região Sul envolvendo diferentes fontes de insumos. Por fim, uma análise SWOT é realizada para cada cenário gerador afim de gerar reflexões acerca dos limites da expansão termelétrica sem uma visão gestora dos recursos disponíveis / The following fuels are predominant in the Brazilian expansion of the power generation by thermal power plants: natural gas, oil, biomass and coal. The concentration of the national coal reserves in the south makes a particular case for the entrance of new sources. If, for by one hand, the expansion privileges the coal and, for consequence, the local mining industry, by the other gives up more efficient and cleaner technologies. This research presents the main factors that influence the performance of these plants and the hiring of new generators, characterizing the expansion of thermal power plants. Afterwards four expansion scenarios are created for the south region involving different feedstocks. Lastly, a SWOT analysis is performed for each scenario of generation in the intent of generate thoughts about the limitations of a thermal power generation expansion without an integrating and managing vision of the available resources.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:52:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:02:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A comunicação de riscos vem se tornando uma atividade indispensável à formação de uma opinião pública que avalie de uma forma racional e equilibrada a construção de novas centrais nucleares em países que utilizam ou pretendam utilizar esta tecnologia. Favorecidos pela tradição de considerar que a ciência é suficiente para convencer qualquer cidadão ao provar o domínio sobre o processo, as organizações nucleares organizam-se para tal empreendimento dando preferência às explicações técnicas, às minuciosidades relacionadas ao risco destas instalações. Entre os cidadãos comuns, no entanto, a percepção do risco é subjetiva e, portanto não é nivelada com a percepção que tais esforços de comunicação de risco tentam propor. Algumas vezes tal percepção é subestimada e, mais frequentemente, exagerada. A maximização ou até a extrapolação desta da percepção de risco é incentivada pela mídia sensacionalista e movimentos de defesa do meio ambiente. Este trabalho estuda a percepção e a considera como relevante neste esforço de promover a aceitação das usinas termonucleares propondo abandonar o discurso tradicional de riscos e aumentar os esforços em comunicar benefícios, de forma similar à propostas de marketing para produtos, serviços ou, como neste caso, a venda de uma idéia. Há uma revisão bibliográfica de conceitos de risco, de comunicação de riscos e de marketing. Em seguida, um estudo prático com base em centenas de entrevistas com estudantes de diversos níveis da região metropolitana da grande São Paulo. O estudo traz importantes informações sobre a forma como tais pessoas percebem as usinas termonucleares, seus benefícios e quais os atores que as influenciam positiva ou negativamente neste processo. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:35:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:03:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O uso de carvão mineral como fonte energética tem como consequência a geração de cinzas volantes, que é atualmente um dos resíduos mais gerados no Brasil. A primeira fase deste estudo consistiu em aplicar diferentes cinzas volantes de carvão provenientes de usinas termelétricas brasileiras na síntese de material zeolítico usando tratamento hidrotérmico clássico bem como caracterizar físico-quimicamente os produtos e as matérias primas. O conteúdo dos principais compostos formadores de estruturas de zeólitas, SiO2 e Al2O3, correspondeu acima de 70% para todas as amostras de cinzas. As cinzas apresentaram composição mineralógica similar com a presença de quartzo, mulita, hematita e magnetita. O tipo de zeólita formado por tratamento hidrotérmico variou em geral com a composição química das cinzas precursoras. Zeólitas NaP1 foram possíveis de serem sintetizadas somente usando-se matérias primas com baixo teor de ferro e cálcio. A zeólita X, por sua vez, foi obtida a partir de amostras com elevados teores de alumínio. Os valores de capacidade de troca catiônica (CTC) das zeólitas foram maiores do que os valores encontrados para as cinzas devido à elevada área específica e menor relação SiO2/Al2O3. Na segunda fase do estudo, zeólitas A e X com grau de pureza entre 88 e 100%, respectivamente, foram sintetizadas pelo método de duas etapas com fusão prévia utilizando-se dois tipos de cinzas de carvão brasileiras com diferentes composições químicas e sem tratamento prévio. Não foram utilizadas sementes ou agentes direcionadores de estrutura durante a síntese. Um roteiro geral para a síntese de zeólitas A e X com elevado grau de pureza foi elaborado baseando-se nos estudos relatados na segunda fase deste estudo. Verificou-se por meio dos estudos de composição mineralógica e morfologia que o método de duas etapas com fusão prévia das cinzas é responsável pela síntese de materiais mais puros e uniformes quando comparados aos materiais sintetizados pelo tratamento hidrotérmico clássico. Os valores da relação Si/Al molar calculados para todas as zeólitas com elevado grau de pureza foram próximos aos valores teóricos presentes em literatura e seus valores de CTC representaram um aumento de 1,9 a 3,0 vezes com relação às zeólitas sintetizadas pelo tratamento hidrotérmico clássico. Um estudo da possibilidade de reaproveitamento da solução remanescente de síntese hidrotérmica clássica foi realizado. Os materiais zeolíticos resultantes apresentaram misturas de fases de zeólitas A, X e Sodalita. O projeto de uma planta em escala piloto para a produção de material zeolítico usando cinzas de carvão como matéria prima contendo a descrição do processo e a lista de equipamentos e materiais básicos é também apresentado na tese. Este projeto poderá servir de base para as usinas termelétricas a carvão que desejam agregar valor às cinzas volantes produzidas em grande escala. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

>Magister Scientiae - MSc / Fly ash is the major waste material produced by power plants in the combustion of coal to generate electricity. The main constituents of fly ash are Si, Al, Fe and Ca with smaller amount of S, Mn, Na, K, and traces of many other elements such as Co, Cd, As, Se, Zn, Mo, Pb, B, Cu and Ni. Fly ash is usually disposed either by dry or wet disposal methods. These disposal methods have raised major environmental concerns due to the potential leaching of chemical species from the ash heap by ingress of rainfall and brine used to transport the fly ash to the dam. This study focuses on the changes in chemical composition, morphology and mineral phases due to weathering, of coal fly ash co-disposed with brine over 20 years at Sasol Secunda ash dump in Mpumalanga Province, South Africa. The design and operation of the Secunda ash dump presupposes that the ash dump may act as a sink for the salts which originated from chemicals used for normal operation in the plants. The majority of these salts come from the brines generated during desalination and raw water regeneration. The aim of this study is to ascertain if the ash dump could serve as a sustainable salt sink.Samples were drawn along the depth of two drilled cores (S1 and S3) from the weathered Secunda ash dump and analysed in conjunction with the fresh (unweathered) Secunda fly ash taken from the fly ash hoppers for comparative analysis. Scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffractive (XRD) and X-ray fluorescence (XRF) spectrometry were employed to obtain a detailed morphological, mineralogical and bulk chemical composition of all the samples. Pore water analysis was used to determine the pH, EC and moisture content of fly ash samples. A five step sequential chemical extraction procedure was used to establish the geochemical association of particular elements with various mineral phases. The total acid digestion test was also used to determine the total elemental compositions of the Secunda fly ash samples. The SEM results showed that the fly ashes consist of irregular and numerous spherically shaped particles. Changes (encrustations, etchings and corrosion) in the morphologies of the weathered ash particles were also observed. The XRD results revealed quartz, mullite, lime and calcite as the major mineral phases. Other minerals identified in very minor quantities in the drilled Secunda ash core that were dried prior to analysis were halite, kaolinite, nitratine, bassanite, microline. and hydrophitte. These phases may have formed during sample handling. XRF investigation revealed that the major oxides present in the dumped ash samples were SiO₂, A₂2O₃, CaO, Fe₂O₃, MgO, Na₂O, TiO₂ and the minor elements present were K₂O, P₂O₅, SO₃ and MnO. The sum of the mean values of the % composition of SiO₂, Al₂O₃, and Fe₂O₃ was 70.19 %, and 72.94 % for the two drilled ash core samples (S1 and S3) respectively, and 78.67 % for the fresh ash which shows the significant alteration of the Si, Al and Fe content in the ash matrix over time. The fly ash is classified as Class F using the ASTM C 618 standards. The loss on ignition (LOI) which is an indication of unburned carbon or organic content was 4.78 %, 13.45 % and 8.32 % for the fresh ash, drilled ash cores S1 and S3 respectively. The high LOI values for the drilled ash cores could indicate high hydrocarbon content in the ash dump because of co-disposal practises where hydrocarbon waste are included in the brine stream for disposal on the ash. While the ash samples from the surface appeared dry, moisture content (MC) analysis showed that there is considerable water entrained in the fly ash dump. The fresh ash MC was 1.8 % while core S1 ranged from 41.4 – 73.2 %; core S3 ranged from 21.7 – 76.4 %. The variations in the MC values can be attributed to uneven flow paths due to inconsistent placement conditions or variations in ambient weather conditions during placement. The fresh fly ash (n=3) had a pH of 12.38±0.15, EC value of 4.98±0.03 mS/cm and TDS value of 2.68±0.03 g/L, the pH of the drilled ash core S1 (n=35) was 10.04 ±0.50, the EC value was 1.08±0.14 mS/cm and the TDS value was 0.64 ±0.08 g/L. Core S3 (n=66) had pH of 11.04±0.09; EC was 0.99 ±0.03 and TDS was 0.57 ± 0.01. The changes in pH values can be attributed to the dissolution and flushing out from the dump basic alkaline oxides like CaO and MgO These variations in pH values shows that the fly ash is acidifying over time and metal mobility can be expected under these conditions. The large decrease of EC in the drilled ash cores S1 and S3 compared to the fresh ash indicated a major loss of ionic species over time in the ash dump. The sequential extraction scheme revealed that the elements Al, Si, Ca, Mg, Ba, Sr, Fe, Mn, Na, K, As, Pb, Cr, Mo, Cu, Ni and Zn are present in Secunda fresh and weathered fly ash and are partitioned between the water soluble, exchangeable, carbonate, iron and manganese, and residual fractions of the coal fly ash. It also showed that the trace elements As, Pb, Cr, Mo, Cu, Ni and Zn do not show permanent association with particular mineral phases as a continuous partitioning between different mineral phases was observed in the weathered drilled core. Generally, all the elements had the highest concentration in the residual fraction. But it was evident that the labile phase (water soluble, exchangeable and carbonate fractions) had fairly high concentrations of Si (± 6.5 %), Al (± 6.5 %), Ca (±10 %), Mg (± 5.5 %), Ba (± 7.5 %),Sr (± 7.5 %), Na (± 12 %) and K (± 12 %) for the Secunda drilled ash core (S1 and S3) and fresh fly ash samples. This indicates that these species can leach easily upon water ingress and could pose a danger to the environment. Na and K had the highest concentrations leached out in the labile phase in all the ash samples. The amount of Na leached out of the drilled Secunda ash core in the labile phase was 13.21 % of 18584.26 mg/kg in the five geochemical phases of core S1; and 9.59 % of 11600.17 mg/kg in the five geochemical phases of core S3 while the fresh Secunda fly ash leached out 11.28 % of 16306.30 mg/kg of Na in the five geochemical phases. This study provided significant insight into the pore water chemistry, morphology, mineralogy and chemical composition and the elemental distribution pattern of the major and trace elements in the Secunda fly ash and weathered drilled Secunda ashm core S1 and S3. Though results from XRF analysis and the sequential extraction scheme shows that Na, K, S, Ca and Mg were slightly captured from the co-disposed brine by the Secunda fly ash, these species were however released in the labile phase. Hence there was no significant retention of these species in the ash dump. The amount of these species retained in the weathered ash were (0.26 % and 0.55 %) for Na, (0.02 % and 0.34 %) for K, (0.08 % and 0.06 %) for S, (0.94 % and 0.01 %) for Ca and (0.37 % and 0.96 %) for Mg in drilled ash cores S1 and S3 respectively. This poor retention of Na K, S, Ca and Mg which are major components of Sasol Secunda brine in the drilled ash cores S1 and S3 clearly shows the unsustainability of the Secunda fly ash dump as a salt sink.

Usinas Termelétricas (UTEs), compostas por ciclo simples a vapor e ciclo combinado, são instalações industriais que consomem elevadas quantidades de água, sobretudo por conta de suas operações de resfriamento e de geração de vapor. Paralelamente, tem-se observado a redução de oferta deste recurso em muitas regiões onde se encontram instaladas unidades termelétricas, fato que suscita a preocupação, o debate e a pesquisa acerca do desenvolvimento de tecnologias e estratégias direcionadas à mitigação do consumo e reaproveitamento de água em UTEs. Em contrapartida, do mesmo modo que UTEs são intensivas no consumo de água, esta é também produzida na forma de vapor em escalas significativas como resultado do processo de combustão. Contudo, a parcela de água produzida é lançada para a atmosfera juntamente com os demais gases produzidos (CO2, N2, O2, SO2). Frente a esse contexto, este trabalho se divide em duas etapas distintas. A primeira voltada à estimativa da quantidade de água e demais componentes presentes nos gases de combustão de trinta e seis UTEs brasileiras, dentre as quais vinte e duas são movidas a gás natural (ciclos simples e combinados) e quatorze a carvão mineral (ciclos simples). Tais estimativas levam em conta as condições ambientais do local de operação, a eficiência típica do ciclo e a composição do combustível empregado. A segunda etapa trata da modelagem e da simulação, sob diferentes condições operacionais (pressão, temperatura de resfriamento e porcentagem de vapor de água nos gases), de um condensador duplo tubo vertical operando sob regime de convecção natural no lado do resfriamento, a partir do qual se estuda o processo de condensação do vapor de água na presença dos demais gases produzidos, estes conhecidos como gases não condensáveis (GNC). Tais simulações tem o propósito de avaliar as taxas de recuperação de água capazes de serem obtidas por meio do condensador/processo idealizado. / Single and combined steam cycle thermoelectric plants are power plants that consume high amounts of water, mainly from the cooling and steam generation operations. At the same time, there have been a reduction in the supply of this resource in many regions where thermoelectric units are installed. This fact increases the concern, discussion, and research on the development of technologies and new strategies directed to the mitigation of the consumption and reutilization of water. On the other hand, likewise UTEs are intensive in water consumption, they also produce it at significant amounts of steam from the combustion process, and that amount of water produced is released to the atmosphere together with gases produced (CO2, N2, O2, SO2). In this sense, this work is divided into two distinct parts. The first one is aimed at estimating the amount of water and other components present in the flue gases of thirty Brazilian thermal power plants, of which twenty-two are powered by natural gas (single and combined cycles) and eight moved by coal (single cycles). Such estimates consider environmental conditions of the operation site, typical cycle efficiency, and fuel composition employed. The second part deals with a numerical modeling and simulation, at different operating conditions (pressure, cooling temperature, and water vapor content in the gases), of a double vertical tube condenser operating by natural convection on the cooling side, from which the condensation process of the water vapor is studied in the presence of the other gases produced (known as non-condensable gases, NCG). These simulations have the fundamental purpose of evaluating the rates of condensate that can be recovered by means of the condenser/idealized process.

Os procedimentos de licenciamento ambiental (LA) têm sido criticados pelos agentes econômicos, notadamente por aqueles ligados ao setor energético, por entenderem que a agilidade na análise dos processos de viabilidade ambiental de empreendimentos encontra-se aquém ao esperado. Com o objetivo de analisar a interferência de alguns fatores ligados aos procedimentos de LA sobre o tempo total de tramitação dos processos, foi realizada revisão documental de processos que tramitaram no estado de São Paulo, entre 1998 e 2007, para a instalação de usinas termelétricas a gás natural, com potência superior a 10 MW, e que obtiveram a licença ambiental prévia (LP). Foram obtidos dados quantitativos e informações qualitativas que permitiram verificar que os fatores número de solicitações de informações complementares feitas pelos órgãos ambientais ao empreendedor, número de impactos ambientais identificados no estudo de impacto ambiental (EIA) e número de condicionantes constantes na LP expedida não apresentam uma relação com o tempo de tramitação dos processos. Outros fatores como deficiências no estudo ambiental e a inadequação do local proposto à instalação dos empreendimentos, dadas as restrições ambientais, aparentemente apresentam maior interferência sobre os tempos de tramitação. Diante disto, destaca-se a necessidade de, previamente ao licenciamento, serem elaborados estudos específicos voltados à apresentação de alternativas locacionais que considerem critérios ambientais e critérios econômicos com o mesmo nível de importância para a tomada de decisão. Tais estudos, servindo como base de referência para a escolha da melhor localização para instalação de empreendimentos, tendem a reduzir o tempo total de tramitação dos processos de licenciamento. / The procedures for environmental licensing (LA) have been criticized by economic agents, especially by those connected to the energy sector, because they believe that agility on analysis of the processes of enterprises environmental viability is less than what was expected. In order to analyze the interference of some factors related to LA proceedings on proceeding period, the processes documentary review was held and transited in São Paulo State between 1998 and 2007 for the installation of natural gas thermal power plants with emitted preliminary environmental permit (LP) and output exceeding 10 MW. Quantitative data and qualitative information were obtained which allowed the confirmation that the factors number of requests for additional information made by environmental agencies to the enterprise, number of environmental impacts identified in the environmental impact statement (EIA) and number of constraints in the LP emitted have no relation to the proceeding period. Other factors such as shortcomings in the environmental study and inadequate the proposed site for the installation of enterprises, given the environmental restrictions, apparently show greater interference on the proceeding period. So, there is a necessity, prior to licensing, of being drawn up specific studies focused on the presentation of located alternatives to consider environmental and economic issues with the same level of importance for the decision. Such studies, serving as point of reference for choosing the best location for setting up of enterprises tend to reduce the proceeding period of the licensing processes.