Tese de mestrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2005

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major Energia). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major Energia). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-02-12T13:58:35Z No. of bitstreams: 1 2015_NádiaAlvesViana.pdf: 5331678 bytes, checksum: ff0bc8217d1b40fecbe416331046af8c (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2016-02-15T11:53:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_NádiaAlvesViana.pdf: 5331678 bytes, checksum: ff0bc8217d1b40fecbe416331046af8c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-15T11:53:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_NádiaAlvesViana.pdf: 5331678 bytes, checksum: ff0bc8217d1b40fecbe416331046af8c (MD5) / Atualmente, a grande demanda por energia no mundo está tornando os resíduos florestais um material bastante atrativo socialmente e economicamente para a geração de energia. A escolha desse material para utilização em processos termoquímicos, cujo enfoque seja a geração de energia, deve ser baseada na quantidade, custo da matéria-prima e características físicas e químicas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a potencialidade energética da casca do fruto do baru, casca da árvore do jatobá-do-cerrado e caroço de pequi, através da caracterização química e física de cada material, e, além disso, a análise e entendimento do processo de gaseificação real, em reator contracorrente (updraft), através da simulação computacional com o software Comgas, e também por meio da metodologia adotada por TIANGCO et.al. (1996). As concentrações dos gases oriundas das gaseificações das biomassas analisadas foram: baru (H2- 24,7%, CO- 33%, CO2- 13,7% e 28,6% de CH4 + outros gases), jatobá (H2- 15,4%, CO- 32,6%, CO2- 4% e 44,9% de CH4 + outros gases) e pequi (H2- 0%, CO- 6,5%, CO2- 11,8% e 81,7% de CH4 + outros gases). Os valores das razões de equivalências encontradas por meio da simulação foram: 3,2 (baru), 3,4 (jatobá) e 1,3 (Pequi). A Taxa de gaseificação específica (ψ) encontrada para a gaseificação da casca do fruto do baru e casca da árvore do jatobá-do-cerrado foi de 100 Kg/m².h. As relações ar-combustível encontradas para as biomassas analisadas foram: 1,25 (Baru), 1,3 (Jatobá) e 4,3 (Pequi). Os valores encontrados para o Poder Calorífico Inferior (PCI) do gás frio em relação à gaseificação do baru e do jatobá foram os seguintes: 7,31 MJ/kg e 7,70 MJ/kg. Por meio dos resultados alcançados a partir das análises químicas e físicas realizadas neste trabalho, e, além disso, mediante a comparação com a literatura existente, foi possível concluir que a casca do fruto do baru e a casca da árvore do jatobá-do-cerrado são resíduos florestais que possuem significativo potencial para a geração de energia descentralizada através da gaseificação, e, que em relação ao caroço do pequi não houve gaseificação nos ensaios realizados, pois as condições operacionais e o tipo de reator adotado, não foram adequados para condução do processo. ______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Currently, the high demand for energy in the world is making the forest residues a very attractive material socially and economically for power generation. The choice of this material for use in thermochemical processes whose focus is energy generation, should be based on quantity, cost of raw material and physical and chemical properties. The objective of this study was to evaluate the energy potential of bark baru fruit, tree bark jatobá-do-cerrado and pequi seed, through chemical and physical characterization of each material, and moreover, the analysis and understanding of the actual gasification process in updraft reactor, through computer simulation with Comgas software, and also using the methodology adopted by Tiangco et.al., (1996).The concentrations of gases coming from biomasses gasification were: baru (H2- 24.7%, CO- 33%, CO2- 13.7% and 28.6% of CH4 + other gases), jatoba-do-cerrado (H2- 15.4%, CO- 32.6%, CO2- 4% and 44.9% of CH4 + other gases) and pequi (H2- 0%, CO- 6.5%, CO2- 11.8% and 81.7% of CH4 + other gases). The values of equivalence ratio found through simulation were: 3.2 (baru) 3.4 (jatoba) and 1.3 (pequi). The specific gasification rate (ψ) determined for the bark baru fruit and tree bark jatoba-do-cerrado was 100 kg/m².h. The air-fuel relationships found for the analyzed biomass were: 1.25 (Baru), 1.3 (Jatoba) and 4.3 (Pequi). The values found for the Lower Calorific Value (LCV) of cold gas in relation to gasification baru and jatoba were: 7.31 MJ / kg and 7.70 MJ / kg.Through the results achieved from the chemical and physical analyzes performed in this work and in addition, by comparing with the existing literature, the conclusion was that the bark baru fruit and bark jatoba-do-cerrado tree have significant potential for the generation of decentralized energy by gasification technology. For the pequi seed, the results showed that the experimental gasification was not performed at the operating conditions and type of reactor adopted.

Made available in DSpace on 2018-08-24T22:53:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_7396_DCF.pdf: 1924430 bytes, checksum: 9261537271ede72f1991257c22b4b86b (MD5) Previous issue date: 2013-08-23 / Com a perspectiva de aplicação do biogás como recurso energético, verifica-se um crescente interesse em relação à sua composição química específica e às possíveis implicações a respeito de sua utilização. O presente trabalho investiga os compostos traços que influenciam o aproveitamento energético do biogás, dentre eles sulfeto de hidrogênio, siloxanos e compostos halogenados. Na literatura, os trabalhos realizados a respeito de siloxanos no biogás são provenientes de estudos em digestores de lodo, e não do biogás produzido no tratamento de esgoto em si, daí a importância dessa pesquisa. Também são investigados o potencial de aproveitamento e a validação de um modelo para estimativa do balanço de massa de DQO. Foram coletadas amostras de esgoto e de biogás do sistema de tratamento de esgoto doméstico da cidade de Piaçú/ES, composto por pré-tratamento, tratamento anaeróbio (reator UASB) e tratamento aeróbio (filtros biológicos aerados submersos). Foram realizadas análises de DQO total e filtrada, sulfato, sulfeto e sólidos nos esgotos afluente e efluente, e de sólidos e sulfeto precipitado no lodo, de acordo com o Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA, 2005). As amostras do biogás produzido no reator anaeróbio de manta de lodo (UASB) foram coletadas em sacolas de Nalophan® de 10 litros e pré-concentradas em cartuchos adsorvedores CarbopackTM. As concentrações de sulfeto de hidrogênio, siloxanos e halogenados, assim como as dos principais componentes gasosos (metano e outros), foram analisadas por meio de cromatografia gasosa acoplada aos detectores de condutividade térmica e espectrômetro de massas (TCD e MS). A quantidade de metano capturada no biogás foi de 19,7 Nm3 dia-1 (0,093 Nm3/m3 de esgoto/ 0,24 Nm3/kgDQOrem), cuja queima liberaria um potência de 8,2 kW na forma de calor (capaz de ser convertida em uma potência de 2,7 kW de energia elétrica). A recuperação de metano e a produção de biogás foram adequadamente estimadas pelo modelo proposto por Lobato, Chernicharo e Souza (2012). De modo geral, foram encontrados siloxanos e compostos halogenados em variedades e concentrações menores que as normalmente reportadas na literatura. A concentração média de sulfeto de hidrogênio foi consideravelmente elevada (2078 ppm), podendo representar uma limitação ao aproveitamento energético do biogás.

Dissertação apresentada para obtenção parcial do grau de Mestre em Engenharia Mecânica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Professor Doutor Clito Félix Alves Afonso e do Doutor António Luís Moura Joyce

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Florestal, 2012. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-02-18T14:28:24Z No. of bitstreams: 1 2012_AlessandroCezarOliveiraMoreira.pdf: 1767374 bytes, checksum: 71049824baeb543974bd287c93c63ec0 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-02-20T12:33:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_AlessandroCezarOliveiraMoreira.pdf: 1767374 bytes, checksum: 71049824baeb543974bd287c93c63ec0 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-02-20T12:33:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_AlessandroCezarOliveiraMoreira.pdf: 1767374 bytes, checksum: 71049824baeb543974bd287c93c63ec0 (MD5) / O Brasil tem experimentado um franco desenvolvimento e consequentemente um aumento no consumo energético. A biomassa se apresenta como uma excelente fonte energética. A madeira como um dos componentes da matriz energética brasileira é originária de plantios, principalmente de eucaliptos e de matas nativas, principalmente cerrado e caatinga, que ao longo das últimas décadas têm sofrido uma exploração predatória. Para minimizar a pressão sobre os remanescentes nativos, biomassas alternativas têm sido estudadas para fins energéticos. Dentre estas, o bambu se apresenta como uma fonte de biomassa energética com grande potencial, uma vez que o seu crescimento é bastante acelerado, com brotação anual espontânea e pode ser cortado aos 3 anos de idade. O estudo das características energéticas e quimicas do Bambusa vulgaris, que é o foco desse estudo, visa avaliar as características relevantes para o uso eficiente e pleno dessa biomassa. Neste sentido foram analisados componentes químicos (lignina, holocelulose e extrativos), a análise imediata, o poder calorífico superior, a densidade básica e a densidade energética. Os colmos de bambu para o estudo foram coletados em uma empresa do nordeste brasileiro de reciclagem de papelão e embalagens, que utiliza o Bambusa vulgaris como fonte primária de energia em suas caldeiras. Os teores médios de cinzas para as idades de 1, 2 e 3 anos foram respectivamente 2,26%, 2,83% e 7,46%. O poder calorífico superior médio foram de 18610 kJ/kg, 18621 kJ/kg e 17501 kJ/kg, para 1, 2 e 3 anos espectivamente. As análises dos resíduos produzidos pela empresa mostram que os mesmos possuem boas características de utilização, tanto para uso energético como em processos industriais. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Brazil has experienced an exponential growth and consequently an increase in energy consumption. Biomass is presented as an excellent energy source. Wood as a component of the Brazilian energy matrix, is sourced from plantations, mainly eucalyptus and native forests, mainly cerrado and caatinga, which over the decades have suffered a predatory exploitation. To minimize the pressure on the remaining native alternatives have been studied biomass for energy purposes. Among these, the bamboo presents itself as a source of biomass energy with great potential, since their growth is greatly accelerated with yearly spontaneous sprouting and can be cut to 3 years old. The study of energy and chemical characteristics of Bambusa vulgaris, which is the focus of this study is to evaluate the characteristics relevant to the full and efficient use of biomass. We investigate chemical components (lignin, holocellulose and extractives), instant analysis, the gross calorific value, basic density and energy density. The culms of bamboo for the study were collected in a northeastern Brazilian company to recycle paperboard and packaging, which uses Bambusa vulgaris as a primary energy source in their boilers. The concentration of ash for ages 1, 2 and 3 years were 2.26%, 2.83% and 7.46%. The average calorific value were 18610 kJ/kg, 18621 kJ/kg and 17501 kJ/kg, for 1, 2 and 3 years old respectively. The analyzes of the waste produced by the company show that they possess good characteristics for use, either for use as energy and in industrial processes.

Orientador: Carlos Alberto Mariotoni / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-27T07:53:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mauad_FredericoFabio_D.pdf: 17411593 bytes, checksum: 6bafc63123197600615ce84355488138 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: O fornecimento de energia elétrica e a disponibilidade de água são dois requisitos fundamentais para que uma região se desenvolva adequadamente. Portanto, é conveniente que um aproveitamento hidroelétrico considere a utilização da água para outras finalidades além da geração de energia elétrica. A cada dia cresce a disputa entre os vários usuários da água (agricultura, indústria, energia e abastecimento humano) que competem pelo uso deste recurso hídrico, gerando sérios conflitos. Uma possível solução para estes conflitos é uma gestão integrada e compartilhada do uso, controle e conservação dos recursos hídricos. Essa gestão deve ser realizada holisticamente, de forma multidisciplinar e interdisciplinar. Não existe mais o conceito de gestão de recursos hídricos baseada exclusivamente na análise da irrigação, geração de energia ou saneamento básico. Esses conflitos estão se acentuando cada vez mais, tanto em termos nacionais como internacionais. O presente trabalho apresenta os resultados da simulação computacional do aproveitamento de fins múltiplos de Alqueva que foi realizado com o objetivo de determinar os níveis de garantia e satisfação de abastecimento dos diversos usos da água e para atender a uma regra de operação estabelecida para várias prioridades. O sistema simulado inclui os rios Guadiana e Ardila, a barragem de Alqueva e o açude de Pedrogão. Foram considerados dois cenários de afluências e várias hipóteses de uso da água. Utilizou-se o modelo de simulação IRAS - Interactive River -Aquifer Simulation para a determinação da resiliência, confiabilidade e vulnerabilidade do sistema para os diversos usos da água / Abstract: The electric energy supply and the water availability are two of the most important parameters to develop appropriately one given state region. Therefore, it' s convenient that an Hydroelectric Power Plant considers the use of water for other goals besides generating electric energy. The crescent increasing in the water users number (agriculture, industry, energy and urban supply) is competing for hydro source, resulting some troublesome conflicts. A possible solution for these conflicts is an integrated and shared use, controlling and saving hydro sources. This use must be carried out, on both multidisciplinary and interdisciplinary way. There is no longer the concept of water usage based exclusively on irrigation analyses, energy generation or sanitation. These conflicts are becoming bigger and bigger, on both national and international aspects. This work presents the results of the simulation study of the Alqueva multi-purpose reservoir system, with the aim to fix both guaranty and satisfaction levels for several water uses as well as to establish the operating rules for different priorities.The main target of this simulation is to analyze the reliability, resilience, and vulnerability levels of different water uses. The simulated system includes the Guadiana and Ardila rivers, and the reservoirs of Alqueva and Pedrogão. Two scenarios for inflow and several hypothesis for water uses has been considered. The IRAS - Interactive River-Aquifer Simulation model is presented. / Doutorado / Doutor em Planejamento de Sistemas Energéticos

Orientadores: Aline Carvalho da Costa, Sarita Cândida Rabelo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-20T15:17:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BayonaAyala_OlgaLucia_M.pdf: 2487047 bytes, checksum: 8b5429f4a75079995619323320d0d52c (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A palha da cana-de-açúcar é um resíduo lignocelulósico que pode ser usado na produção de etanol através da hidrólise deste material e da fermentação dos açúcares resultantes. Neste trabalho, dois tipos de pré-tratamento, peróxido de hidrogênio alcalino e hidróxido de cálcio (cal), foram avaliados para aumentar a susceptibilidade da palha à hidrólise enzimática. Um planejamento experimental 2³ + configuração estrela com triplicata no ponto central para cada um dos pré-tratamentos foi elaborado considerando as variáveis tempo, temperatura e concentração do reagente no pré-tratamento como fatores e a concentração de glicose obtida após a hidrólise, em g/g de palha de cana, como resposta. As condições ótimas encontradas para o pré-tratamento com peróxido de hidrogênio alcalino foram 1 h de pré-tratamento a 60ºC, usando 0,44 mL de peróxido de hidrogênio/g de palha, em pH 11,5. A solubilização da hemicelulose e lignina foi de 83,10% e 71,85%, respectivamente. A hidrólise enzimática da palha pré-tratada nessas condições levou a um rendimento de glicose de 333 mg/g de palha bruta, equivalente a um rendimento global de 86,97% e a uma conversão na hidrólise de 90,35% quando a hidrólise enzimática foi realizada a 50ºC, pH 4,8 e em 48 h com 3% (m/m) de sólidos, empregando uma carga enzimática de 15 FPU de celulase/g de palha seca pré-tratada e 25 CBU de ?-glicosidase/g de palha seca pré-tratada. O resultado obtido após a hidrólise da palha pré-tratada com hidróxido de cálcio nas condições escolhidas como as melhores de pré-tratamento (53h, 90°C e 0,4 g cal/g palha seca) foi de 206 mg glicose/g de palha bruta, correspondendo a um rendimento de glicose global de 53,90% e conversão na hidrólise de 56,58%, quando a hidrólise foi realizada nas mesmas condições usadas para a palha pré-tratada com peróxido de hidrogênio alcalino. O pré-tratamento com peróxido de hidrogênio se mostrou mais efetivo em relação à liberação dos açúcares fermentescíveis, além de se trabalhar com uma maior concentração de sólidos quando comparado com o pré-tratamento com hidróxido de cálcio (15% (m/m) e 4% (m/m), respectivamente) / Abstract: The sugarcane straw is a lignocellulosic waste that can be used to increase the production of ethanol through hydrolysis of this material and fermentation of the sugars produced. In this work, the conditions of two pretreatments, alkaline hydrogen peroxide and calcium hydroxide (lime), were evaluated to enhance the susceptibility of sugarcane straw to enzymatic hydrolysis. A 2³ + central composite design was performed considering pretreatment time, temperature and reagent concentration in the pretreatment as factors and glucose concentration after hydrolysis, in g/g bagasse, as the response. The optimal conditions for the pretreatment with alkaline hydrogen peroxide were 1 h of pretreatment at 60 °C using 0.44 mL (0.65 g) hydrogen peroxide/g straw, at pH 11.5. At these conditions the solubilization of hemicellulose and lignin were of 83.10% and 71.85%, respectively. The enzymatic hydrolysis of the pretreated straw led to a glucose global yield of 86.97% and to hydrolysis conversion of 90.35% when enzymatic hydrolysis was performed at 50 °C, pH 4.8 and 48 hours with 3% (w/w) solids and 15 FPU cellulase / g pretreated straw and 25 CBU ?-glucosidase/g pretreated straw. The best results after hydrolysis of straw pretreated with lime in the chosen pretreatment conditions (53.07 h, 90 °C and lime concentration of 0 4 (g/g) dry straw) was of 206 mg glucose/g of raw straw, corresponding to an overall yield of 53.9% and hydrolysis conversion 56,58% when hydrolysis was performed in the same conditions used for peroxide pretreated straw. The alkaline hydrogen peroxide pretreatment was more effective in the release of fermentable sugars, besides working with higher solids concentration as compared with lime pretreatment (15% (w/w) and 4% (w/w), respectively) / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestra em Engenharia Química

Orientador: Antonio C. Bannwart / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-02T03:30:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sagaseta_MarcoAntonioMunhoz_M.pdf: 4671598 bytes, checksum: 1d7f4eb82fddabbaad97402a8eb32331 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: As fontes energéticas não renováveis contemplam fundamentalmente óleo, gás natural e carvão, sendo que este último tem reservas estimadas para mais de 250 anos após o esgotamento das outras duas fontes. O aumento do gás natural está atrelado a política de aumento de preço dos derivados de petróleo. O carvão mineral não sofre a incidência dessa política, o que possibilita ao empresário ter uma previsão orçamentária anual, sem o risco de impactos nos custos ao longo de um ano. Nesse contexto, este trabalho tem por objetivo buscar um melhor aproveitamento do uso de carvão mineral dentro de uma planta siderúrgica integrada, que tenha disponível um sistema de injeção de finos de carvão, usualmente utilizado em alto fomo. O princípio básico é o estudo macro-energético de uma siderúrgica, tomada como modelo para este estudo, com vistas a avaliar o custo-beneficio, em termos energéticos, da substituição de parte do gás natural utilizado para complementação da matriz energética da planta, por carvão pulverizado, através da queima deste energético em fornos de calcinação. A premissa do estudo é o aproveitamento das instalações já existentes na planta siderúrgica e as condições operacionais da mesma. São abordados o aumento da produção de finos, o sistema de transporte e o consumo energético nele envolvido, o sistema de queima e o comportamento da chama no interior do forno rotativo, bem como o sistema de filtragem dos materiais particulados e cinzas oriundas da queima. É feita uma discussão crítica das vantagens e possíveis desvantagens da substituição proposta, em termos dos ganhos energéticos e fatores ambientais / Abstract: Nonrenewable energetic sources include essentially oil, natural gas and coal, the later having estimated worldwide reserves for more than 250 after the exhaustion of the other sources. The price policy for natural gas in Brazil has made attractive its substitution as a complementary source in steel plants by coal itself, whose prices are more stable. In this context, the present work is aimed at the better usage of mineral coal in integrated steel plants where a pulverized coal injection system is available. The basic proposal is to replace part of the natural gas through the combustion of pulverized coal in rotary kilns. This can be done keeping the present facilities and operating conditions of the existing plant. We discuss the increase of the pulverized coal production, the pneumatic transportation system and the associated energy consumption. A preliminary cost analysis indicates that the proposal is quite viable and deserves a more detailed study including gaseous emission evaluate / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica