Thesis(M.S.)--Auburn University, 2006. / Abstract. Includes bibliographic references.

Thesis (M.S.)--Virginia Polytechnic Institute and State University, 1994. / Vita. Abstract. Includes bibliographical references (leaves 62-68). Also available via the Internet.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:28:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:04:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-04-10T14:03:59Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-04-10T14:03:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:28:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:04:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Na primeira etapa deste trabalho foi avaliada a potencialidade do uso da cinza de casca de arroz como carga em polipropileno (PP) comparando-a com o talco que é a carga mineral mais utilizada em polímeros. Esta comparação foi feita utilizando os compósitos formados por polipropileno com 20% da cinza de casca de arroz assim como, os formados por polipropileno com 20% de talco, determinando as suas propriedades. Apesar das propriedades do compósito de PP com a carga de 20% de cinza de casca de arroz apresentarem resultados inferiores em relação àqueles quando se utilizou o talco como carga, pode-se dizer que a cinza de casca de arroz pode ser usada como carga para outros usos menos nobres do PP. Desta forma se está dando um destino para esse resíduo que hoje é descartado no meio ambiente contribuindo assim, para a preservação do mesmo, além de reduzir o custo do produto. Este trabalho também teve como objetivo estudar o efeito da radiação ionizante nas propriedades destes compósitos de PP com 20% de cinza de casca de arroz. Utilizou-se o agente de acoplagem, anidrido maleico, para verificar se houve melhora na homogeneização das amostras. Em virtude do PP ser um polímero semicristalino, quando exposto ao processo de irradiação, tem sua morfologia modificada devido aos mecanismos de cisão das cadeias poliméricas. Este fato é atribuído aos mecanismos de cisão das cadeias poliméricas, que está de acordo com a literatura. / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-04-10T14:03:59Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-04-10T14:03:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / No presente estudo, material zeolítico sintetizado a partir de cinzas de carvão e modificado por surfactante catiônico foi utilizado na remoção do corante ácido laranja 8 (AL8) por processo de adsorção utilizando leito móvel e coluna de leito fixo. As matérias primas e os adsorventes foram caracterizados por diferentes técnicas, tais como: difração de raios-x, fluorescência de raios-X, entre outras. A adsorção do AL8 foi realizada por leito móvel com o objetivo de otimizar os resultados quando lançados em leito fixo. Os efeitos na adsorção do AL8 sobre zeólita foram comparados: (1) efeito dos contra-íons Br- e Cl- do surfactante usado na modificação da zeólita; (2) efeito do tipo de cinzas de carvão usada como matéria prima na síntese das zeólitas (leve e pesada). Os seguintes adsorventes foram utilizados no estudo: zeólita leve e pesada modificada por surfactante brometo de hexadeciltrimetilamônio (ZLMS-Br e ZPMS-Br) e zeólita leve modificada por surfactante cloreto de hexadeciltrimetilamônio (ZLMS-Cl). A cinética de pseudo-segunda-ordem descreveu a adsorção do corante sobre todos os adsorventes. O tempo de equilíbrio alcançado foi 40, 60 e 120 min para ZLMS-Br, ZLMS-Cl e ZPMS-Br, respectivamente. O equilíbrio de adsorção foi analisado pelas equações dos modelos das isotermas lineares e não lineares de Langmuir, Freundlich, Temkin e Dubinin-Radushkevivh (DR) e o critério de melhor ajuste foi avaliado usando as funções erros. O modelo DR ajustou-se melhor aos dados experimentais para o sistema AL8/ZLMS-Br, o modelo de Freundlich para AL8/ZLMS-Cl e Langmuir para AL8/ZPMS. Segundo Langmuir a capacidade máxima de adsorção foi 4,67 , 1,48 e 1,38 mg g-1 para ZLMS-Br, ZLMS-Cl e ZPMS-Br, nesta ordem. Nos estudos empregando-se colunas de leito fixo, os efeitos da concentração de entrada (20 - 30 mg L-1), vazão de alimentação (4,0 - 5,3 mL min-1) e a altura do leito (5,5 - 6,5 cm) sobre as características da curva de ruptura no sistema de adsorção foram determinados. Os modelos Bohart-Adams, Thomas, Yoon-Nelson foram aplicados aos dados experimentais para a previsão das curvas de ruptura e para a determinação dos parâmetros que caracterizam a coluna. Os modelos matemáticos de Thomas e Yoon-Nelson se ajustaram satisfatoriamenete aos dados das curvas de ruptura. A maior capacidade total de remoção do AL8 pela coluna de leito fixo apresentou o valor de 5,30 mg g-1 obtida com a concentração do corante de 30 mg L-1, altura do leito de 5,5 cm e uma vazão de alimentação de 5,3 mL min-1. Os ensaios de ecotoxicidade aguda utilizando o microcrustáceo Daphnia similis com o efluente bruto (AL8) e após tratamento com zeólita leve modificada com surfactante foram realizados com o propósito de avaliar evidências de uma possível contaminação quando lançados no corpo hídrico receptor. Os resultados obtidos neste estudo mostraram que as amostras do corante AL8 em solução aquosa não apresentou efeito tóxico e as amostras tratadas com ZLMS-Br apresentaram toxicidade. / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

A baixa disponibilidade do ácido fítico para os animais não ruminantes tem incrementado as pesquisas quanto ao uso da enzima fitase. Pesquisas têm sido realizadas com a adição de fitase em rações para frangos de corte e têm demonstrado resultados favoráveis sobre o aproveitamento do fósforo e a digestibilidade de nutrientes como aminoácidos e proteína. Para se avaliar os efeitos do fornecimento de rações contendo níveis reduzidos de proteína bruta e fósforo disponível com adição da enzima fitase sobre o desempenho, excretas e parâmetros ósseos em frangos de corte no período de 1 a 21 dias de idade foram utilizados 504 pintos de corte, machos, de linhagem comercial de frangos de corte, de 1 dia de idade, distribuídos em 12 tratamentos com seis repetições cada. O delineamento foi em blocos casualizados e os tratamentos foram organizados de acordo com um esquema fatorial 2x2x3: dois níveis de fósforo disponível, dois níveis de fitase e três níveis de proteína bruta. Houve um aumento do peso das aves que receberam dietas contendo a enzima fitase embora não tenha afetado a conversão alimentar. O consumo não foi afetado pelos níveis de proteína bruta quando ocorreu a suplementação com fitase. A porcentagem de fósforo nas excretas diminuiu com o nível intermediário de proteína bruta (20,5%) com a adição de fitase (1,15 vs. 1,03%). A proteína bruta excretada foi reduzida com a suplementação de fitase (33,36 vs. 31,83%). A enzima fitase atua de forma significativa na dieta à base de milho e farelo de soja com baixos níveis de proteína bruta e fósforo disponível para frangos de corte. / The low phytic acid availability to nonruminant animals has increased the researches about the phytase enzyme use. Researches have been realized with phytase addition in broiler diets and they demonstrated favorable results on phosphorus utilization and nutrients digestibility as amino acids and protein. To evaluate the effects of feeding low levels of crude protein and available phosphorus diets supplemented with phytase on performance, feces and bone parameters on broiler chickens over a 21 days period, it was used 504 (five hundred four) 1 day old male chicks, of a commercial broiler line, distributed in 12 treatments, with 6 replicates per treatment. The experimental design was casually blocked and treatments were organized in a 2x2x3 factorial arrangement: two phosphorus levels, two phytase inclusion levels and three protein levels. Body weight gain (BWG) was observed in birds fed diets with phytase supplementation although it hasn\'t affected the feed conversion ratio (FCR). Feed intake (FI) wasn\'t affected by the low protein levels with added phytase. Phosphorus percentage in excretion decreased with the intermediary protein level (20.5%) when phytase was added (1.15 vs 1.03%). Crude protein excreted was lower with phytase supplementation (33.36 vs 31.83%). Phytase enzyme acts in a significant way on broilers fed a corn-soybean diet with low levels of crude protein and available phosphorus.

A lixiviação de elementos tóxicos presentes nas cinzas de carvão causa contaminação no meio ambiente e é, por isso, motivo de grande preocupação. Ensaios em batelada e em coluna de leito fixo foram realizados para avaliar a estabilização de As, Cr, Mo e Se em cinzas leve de carvão modificadas com orgânosilano (OS) e surfactante de amônio quaternário (SF). As cinzas leve utilizadas foram coletadas na Usina Termelétrica da Figueira, localizada na cidade de Figueira, Estado do Paraná. Nos ensaios em batelada, em primeiro lugar, avaliou-se a influência da relação massa de cinzas/volume de água na concentração dos elementos lixiviados das cinzas não tratadas. Posteriormente, determinou-se o pH, a condutividade e as capacidades de imobilização dos elementos tóxicos presentes nas cinzas após a modificação. As reduções de concentração usando OS foram de 89%, 77%, 42% e 11% para Cr, Mo, As e Se, respectivamente. Quando SF foi utilizado para o tratamento das cinzas, a redução de concentração nos lixiviados foi superior a 60% para todos os elementos. As cinzas tratadas foram caracterizadas em relação ao ponto de carga zero, morfologia, grupos funcionais, mineralogia e hidrofobicidade. As superfícies das cinzas tratadas com OS e SF apresentaram carga superficial positiva em água. A composição mineralógica e a morfologia das cinzas não foram alteradas após o tratamento, enquanto mudanças nos grupos funcionais foram observadas. Esse resultado corroborou com o observado nos testes de hidrofobicidade onde, as cinzas tratadas com OS e SF na proporção 1:10 foram classificadas como material extremamente hidrofóbico e na proporção 1:100 foram classificadas como material fortemente hidrofóbico, confirmando que foi efetivo o tratamento das cinzas com os agentes imobilizadores. Na segunda etapa do estudo foram realizados três ensaios de lixiviação em colunas contendo cinzas de carvão e solo coletado na região da Usina Termelétrica da Figueira. Nos ensaios foram usadas cinzas não tratadas, cinzas tratadas com OS e cinzas tratadas com SF nas diluições de maior efetividade selecionadas pelos ensaios em batelada. Nas colunas foi aplicado um volume de chuva ácida sintética simulando a precipitação que ocorre na região. Na coluna com cinzas tratadas com OS ocorreu redução considerável na concentração de As e principalmente do Cr. Após o tratamento com SF, as concentrações de As e Cr reduziram aproximadamente 30%. Em ambos os tratamentos, as concentrações de Mo e Se também foram reduzidas. Os resultados evidenciaram que tanto o orgânosilano, quanto o surfactante podem ser utilizados como agentes imobilizadores para a retenção de elementos tóxicos presentes em cinzas de carvão. / The leaching of toxic elements in coal ash causes contamination of the environment and is therefore of great concern. Batch and column tests were performed to evaluate the stabilization of As, Cr, Mo and Se in fly ash modified with organosilane (OS) and quaternary ammonium surfactant (SF). The fly ashes used were collected at the Figueira Thermoelectric Plant, located in the city of Figueira, State of Paraná. In the batch tests, first, the influence of ash / volume ratio on the concentration of the leached elements of the untreated ash was evaluated. Subsequently, the pH, conductivity and immobilization capacities of the toxic elements present in the ashes after the modification were determined. The reductions in the concentrations of toxic elements using OS were 89%, 77%, 42% and 11% for Cr, Mo, As and Se, respectively. When SF was used for ash treatment, the concentration reduction in the leachates was greater than 60% for all elements. The treated ash was characterized in relation to zero charge point, morphology, functional groups, mineralogy and hydrophobicity. OS and SF treated ash surfaces showed a positive surface charge in water. The mineral composition an morphology of the ashes was not altered after treatment, while changes in the functional groups were observed. This result corroborated with that observed in the hydrophobicity tests, where ashes treated with OS and SF in the proportion 1:10 were classified as extremely hydrophobic material and in the proportion 1: 100 were classified as strongly hydrophobic material, confirming that the treatment of the ashes with immobilizing agents were efficient. In the second stage of the study three leaching tests were carried out on columns containing coal ash and soil collected in the Figueira Thermoelectric Power Plant region. In the tests, untreated fly ash, OS treated fly ash and SF treated fly ash were used at the most effective dilutions selected by batch tests. In the columns a synthetic acid rain was applied simulating the precipitation that occurs in the region. In the column with ash treated with OS there was a considerable reduction in the concentration of As and especially of Cr. After treatment with SF, concentrations of As and Cr reduced approximately 30%. In both treatments, the concentrations of Mo and Se were also reduced. The results showed that both the organosilane and the surfactant can be used as immobilizers for the retention of toxic elements present in coal ash.

Cinzas oriundas da combustão de carvão são resíduos produzidos no processo de geração de energia em termoelétricas. Esses resíduos industriais podem ser aproveitados como matéria prima para síntese de zeólitas, as quais são materiais aluminossilicatos porosos com importantes aplicações, como adsorventes no tratamento de efluentes líquidos. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi sintetizar zeólitas a partir de três diferentes cinzas de carvão e utilizá-las na remoção de corante violeta cristal em soluções aquosas via processo de adsorção. Para isso, foram sintetizadas zeólitas denominadas ZP, ZF e ZFD a partir de três diferentes cinzas de carvão, sendo elas, respectivamente: cinzas de carvão de combustão em leito pulverizado, de combustão em planta piloto de leito fluidizado e de combustão em planta piloto de leito fluidizado utilizando processo de dessulfuração interna. A síntese foi feita pelo método hidrotérmico, utilizando NaOH 3 mol L-1 como agente mineralizante, relação líquido/sólido (L/S) igual a 6 e tempo de reação de 24 h a 100 °C. Os materiais obtidos foram submetidos à caracterização física, química e morfológica, nas quais foi observada a formação de três diferentes fases zeolíticas (zeólitas P, X e sodalita) nas amostras ZF e ZFD, e uma única fase (zeólita P) na amostra ZP. Os valores de área superficial BET encontrados foram de 17, 35 e 40 m2 g-1 para as zeólitas ZP, ZFD e ZF, respectivamente, com tamanho de poros na faixa de 3 a 4 nm para os três materiais. Os valores de capacidade de troca catiônica (CTC) ficaram entre 2,07 e 2,85 meq NH4 + g-1. Posteriormente foram realizados ensaios de adsorção do corante em que foi avaliada a influência do pH, tempo de contato e concentração de sólido adsorvente. Ainda, foram construídas isotermas de adsorção para esses sistemas e os modelos de isotermas de Langmuir, Freundlich e BET modificado foram ajustados aos dados experimentais. Os resultados mostraram que a maior eficiência foi obtida pela zeólita ZF, alcançando máxima remoção de corante de 85 % nos estudos do efeito do tempo de contato, e as melhores condições experimentais obtidas foram de 60 min e 15 g L-1 de concentração de sólido adsorvente. O modelo de isotermas que melhor se ajustou aos dados experimentais foi BET modificado, com R2 = 0,9894. A síntese de zeólita a partir de cinzas de carvão mostrou potencial na produção de um adsorvente alternativo para remoção do corante violeta cristal de águas contaminadas, contribuindo também para a diminuição do impacto ambiental das atividades de combustão de carvão. / Ashes from coal combustion are waste produced in the process of power generation in thermoelectric. These industrial wastes can be used as raw material for zeolite synthesis, which are porous aluminosilicate with important applications, such as adsorbents in the treatment of liquid effluents. The objective of this study was to synthesize zeolites from three different coal ash and apply it in crystal violet dye adsorption processes in aqueous solution. Thereunto, zeolites called ZP, ZF e ZFD were synthesized from the three different coal ashes, as so, respectively: coal ashes from powdered bed combustion, from combustion in a fluidized bed pilot plant and from combustion in a fluidized bed pilot plant with internal desulphurization. The synthesis was carried by hydrothermal method, using NaOH 3 mol L-1 as the mineralizing agent, the liquid/solid ratio (L/S) equal to 6 and 24 hours reaction time at 100 ° C. The materials were subjected to physical, chemical and morphological characterization and it was observed the formation of three different zeolite phases (zeolites P, X and sodalite) in the sample ZF and ZFD, and a single phase (zeolite P) in ZP sample. The BET surface area values were 17, 35 and 40 m2 g-1 to ZP, ZFD and ZF zeolites, respectively, with pore size in the range of 3 to 4 nm for all three materials. The values of cation exchange capacity (CEC) were between 2.07 and 2.85 meq NH4 + g-1. Subsequently, adsorption tests were carried out in which it was evaluated the influence of pH, contact time and adsorbent solid concentration. Still, adsorption isotherms were built for these systems and isotherm models of Langmuir, Freundlich and modified BET were fitted to experimental data. The results showed that the highest efficiency was obtained by zeolite ZF, achieving maximum dye removal of 85 % in the studies of contact time effects, and the best experimental conditions were 60 min and adsorbent solid concentration of 15 g L-1. The BET isotherm model was found to be the best fit to experimental data, with R2 = 0.9894. The zeolite synthesis from coal ash has shown potential in the production of an alternative adsorbent to remove the crystal violet dye from contaminated water, also contributing to reducing the environmental impact of coal combustion activities.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-07-17T19:26:25Z No. of bitstreams: 1 WelkisonCarvalho.pdf: 2082259 bytes, checksum: a734b522c86b6f9dc34abd2ba1fb6152 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-17T19:26:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 WelkisonCarvalho.pdf: 2082259 bytes, checksum: a734b522c86b6f9dc34abd2ba1fb6152 (MD5) Previous issue date: 2017-04-25 / The fly ash is a by-product from the combustion of coal which when it is an adequate control of some non-desulphurization process variables, can result in minor impacts and reuse of ash. The objective of this work is to promote the treatment of the fly ash generated by the burning of coal from a thermoelectric plant and to study a proposal to manage this residue in a sustainable way, based on the economic, environmental and social aspects. Thus, the optimization of the desulphurization process was carried out, and afterwards the qualitative and quantitative analysis of the losses of the fire (unbaked), sulfite, mineralogical analysis and classification of the residue generated by the combustion and desulphurization of Mineral coals of different sulfur contents and studies of economic and environmental gain were also carried out. The results showed that after the optimization of some variables in the process of flue gas desulphurization, such as: concentration of calcium hydroxide solution in 10%, flow rate of calcium hydroxide solution in 3.0 m3/h, of virgin lime in the desulfurization system at 0.3 ton/h and the temperature of the exhaust gases in the absorber tower in the range of 80°C to 110 °C, fly ash formation showed acceptable parameters for sulfite content (<5 %) and loss in ignition (<6%); in addition, mineralogical analysis confirmed that light ash presents compositions mainly of silicon, aluminum and iron oxides, which characterizes them as pozzolanic materials qualified for use in the cement industry. The results of the economic gain studies showed reductions in disposal costs of this residue in the range of 18.5 higher than the revenue from the sale of this same residue, the results of environmental gain also showed a reduction of 24,740.30 tons of CO2 and a reduction in the consumption of raw water in the range of 59,376.72 m3, due to the reuse of the light ashes in the incorporation of the cement in the year of 2016. In addition to converging to the guidelines for compliance with the National Policy on Solid Waste. / A cinza leve é um subproduto proveniente da combustão do carvão mineral que quando se tem um controle adequado de algumas variáveis no processo de dessulfurização, pode resultar em menores impactos e o reaproveitamento das cinzas. Este trabalho tem como objetivo promover o beneficiamento das cinzas leves geradas da queima de carvão mineral de uma termoelétrica de São Luís do Maranhão e estudar uma proposta de gerenciar, de forma sustentável esse resíduo, sustentada no tripé dos aspectos econômicos, ambientais e sociais. Assim, fez-se a otimização do processo de dessulfurização e posteriormente analisou-se qualitativa e quantitativamente os teores de perda ao fogo (incombustos), sulfito. Realizou-se também a análise mineralógica e classificação do resíduo gerados a partir da combustão e dessulfurização de carvões minerais de diferentes teores de enxofre e realizou-se ainda os estudos de cunho econômico e ambiental. Os resultados evidenciaram que após a otimização de algumas variáveis no processo de dessulfurização dos gases de combustão, tais como: concentração da solução de hidróxido de cálcio em 10%, vazão de dosagem de solução de hidróxido de cálcio em 3,0 m3/h, dosagem de cal virgem no sistema de dessulfurização em 0,3 ton/h e temperatura dos gases de exaustão na torre absorvedora na faixa entre 80°C a 110°C, a formação de cinzas leves apresentaram parâmetros aceitáveis quanto aos teores de sulfito (<5%) e perda ao fogo (<6%), além disso a análise mineralógica confirmou que as cinzas leves apresentam composições majoritariamente de óxidos de silício, alumínio e ferro, o que as caracteriza como materiais pozolânicos qualificados para utilização na indústria cimenteira. Os resultados dos estudos de ganho econômico mostraram reduções de custos de disposição desse resíduo na faixa de 18,5 maior que a própria receita proveniente da venda desse mesmo resíduo Os resultados de ganho ambiental mostraram também uma redução anual de 24.740,30 ton de CO2 e uma redução anual do consumo de água bruta na faixa de 59.376,72 m3, em virtude do reaproveitamento das cinzas leves na incorporação do cimento no ano de 2016. Além de convergir para às diretrizes de atendimento à Política Nacional de Resíduos Sólidos.