Made available in DSpace on 2018-08-01T23:29:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_10953_Dissertacao_Christina.pdf: 2153110 bytes, checksum: 0e878215d0e85414b336f7d102ce4c7f (MD5) Previous issue date: 2017-05-05 / O bagaço e a palha da cana-de-açúcar, que antes eram avaliados como resíduos sem função, se mostram como fonte para suprir as necessidades energéticas das usinas, através da cogeração de energia elétrica, tanto para autossuficiência quanto para a venda a concessionária de energia, podendo ainda, serem utilizados para a produção de etanol 2G, e assim desempenhar um papel importante para as usinas, por que tem uma fonte a mais de receita. Sendo então, possível aumentar a produção de etanol apenas com a utilização da palha e do bagaço da cana-de-açúcar, sem ampliar a área plantada, contribuindo com o incremento e produtividade no setor. Nesse contexto, o objetivo desse trabalho é analisar os custos da produção de etanol 2G, a partir da avaliação da viabilidade técnico-econômica para implantação de uma unidade de produção de álcool de segunda geração a partir dos resíduos da cana-de-açúcar. A avaliação de desempenho econômico-financeira não é prática recente nas organizações, e é a partir da análise dos indicadores utilizados (Margem de contribuição, TIR, VPL e Payback descontado) que será realizada a verificação de desempenho das seis usinas alcooleiras do estado do Espírito Santo, mediante quatro cenários distintos: Cenário I - Produção de álcool 2G a partir da palha obtida nas áreas de cultivo de municípios capixabas produtores de cana-de-açúcar; Cenário II - Produção de álcool 2G a partir da utilização de todo bagaço da cana-de-açúcar originado na própria usina e sem cogeração de energia elétrica; Cenário III - Produção de álcool 2G por meio da utilização do excedente de bagaço da própria usina; e Cenário IV - Produção de álcool 2G a partir do excedente do bagaço adquirido pela compra desse resíduo nas demais usinas do Espírito Santo. Para a apreciação da viabilidade econômica dessa implantação, nos diversos cenários, considera-se necessário um investimento inicial para compra de equipamentos (reatores para pré-tratamento e hidrólise). As demais etapas de produção de etanol 2G, fermentação e destilação, são idênticas ao etanol 1G, portanto esses processos serão realizados na usina existente com seu próprio maquinário.

Estágio realizado na Protermia e orientado pelo Eng.º Jorge Neves / Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Orientador: José Antônio Perrella Balestieri / Banca: Maurício Araújo Zanardi / Banca: Rogério José da Silva / Resumo: O setor de celulose e papel é intensivo no uso de energia e apresenta uma alta participação no contexto industrial, especialmente baseado em fonte renovável gerada no processo de celulose. Embora a gaseificação de licor preto (BLG) ainda não seja dominada completamente, tem o potencial de se tornar uma alternativa importante para o setor de celulose e de papel: a queima de BLG em turbinas de gás deve garantir eficiências térmicas mais elevadas, um melhor uso dos recursos renováveis disponíveis, assim como permitir a recuperação química de insumos do processo, da mesma maneira que atualmente se faz com geradores de vapor de recuperação química Tomlinson. Neste trabalho será desenvolvida uma análise do setor de celulose e de papel que identifica a energia nele consumida e sua participação ambiental no contexto da matriz nacional. Baseado inicialmente no ciclo de Rankine, assumido como o estado atual de conhecimento dentro do setor, uma análise energética e exergética de um sistema de cogeração baseado em sistema de BLG associado com turbina a gás, gerador de vapor para recuperação de calor e turbina a vapor de contrapressão com extrações foi desenvolvida. O esquema proposto será desenvolvido para produzir energia elétrica/mecânica e dois níveis de vapor de pressão por garantir melhores condições operacionais comparativamente ao sistema tradicional. / Abstract: The pulp and paper sector is intensive in the use of energy, and presents a high participation in industrial context, specially based in renewable source produced as byproduct in the pulp process. Although the black liquor gasification (BLG) is not a completely dominated technology, it has the potential of becoming an important alternative for the pulp and paper sector, once the burning of BLG in gas turbines should guarantee higher efficiencies, better use of the available renewable resources, also allowing the chemical recovery, just as is done nowadays with Tomlinson chemical recovery steam generations. In this dissertation, an analysis of the pulp and paper sector will be developed identifying its energy and environmental participation in the context of the national matrix. Based on the Rankine cycle, considered as the current state of knowledge, an energetic and exergetic analysis of a cogeneration system based on BLG system associated to gas turbine, heat recovery steam generator and backpressure steam turbine with extractions will be developed. The proposed scheme will be developed to produce electric/mechanical power and two pressure steam for guaranteeing better operational conditions comparatively to the traditional system. / Mestre

O presente trabalho apresenta uma comparação das eficiências energética e exergética de três alternativas diferentes de montagem de sistemas de co-geração de energia que empregam o gás natural como combustível. O caso estudado é uma situação real de um curtume que utiliza lenha como combustível para geração de sua energia térmica e compra energia elétrica da distribuidora. A primeira alternativa é composta por um motor de combustão interna a ciclo Otto, a segunda emprega uma turbina a gás a ciclo Brayton e a terceira usa um gerador de vapor superaquecido juntamente com uma turbina a vapor em contrapressão. Para simulação das plantas é utilizado um software comercial que foi alterado, ficando capacitado para calcular exergias físicas e químicas de plantas de utilidades, cálculos exergoeconômicos, tais como taxas de custo das correntes e eixos, e também de determinar para cada equipamento os valores das variáveis usadas para a avaliação e o melhoramento do desempenho de plantas. Após as modificações o programa foi testado resolvendo um problema conhecido e cuja solução encontrada foi comparada com o da bibliografia. Foram obtidos resultados muito próximos ao padrão usado para comparação, os desvios encontrados são desprezíveis para os objetivos deste trabalho. A planta com melhor eficiência energética e exergética é aquela com motor ciclo Otto, seguida pela montagem que emprega a turbina a gás e finalmente, o conjunto gerador de vapor e turbina a vapor. São calculados os custos de insumos: investimentos necessários para construção das plantas, os custos de operação e manutenção e os custos com combustível. A partir destes valores são resolvidos os sistemas de equações para determinar as taxas de custos das correntes e eixos. Para as três plantas as variáveis de decisão são modificadas buscando aumentar a eficiência exergética e diminuir os custos dos produtos de co-geração. A metodologia para avaliação e melhoramento do desempenho das plantas é empregada e observa-se que é na terceira configuração é onde as modificações tiveram maior impacto, seguida pela primeira planta e por último a segunda alternativa.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004Bitstream added on 2014-06-13T18:07:20Z : No. of bitstreams: 1 ernst_mab_dr_guara.pdf: 1070921 bytes, checksum: ae273e66978a6fbbebf387c55e60a66f (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Neste trabalho é definido um cenário de transição entre o uso da energia proveniente de combustíveis fósseis e a utilização ainda restrita de certas fontes renováveis, como as biomassas, em especial, uma vez que o emprego de recursos hídricos e eólicos é dependente da sua disponibilidade, e tecnologias de aproveitamento da energia solar ainda demandam aperfeiçoamentos tecnológicos. Durante essa transição cabe otimizar os ciclos tradicionais que consomem óleo diesel e gás natural, visando diminuir o impacto nas reservas e no meio ambiente, aumentando o tempo disponível para a mudança, caso seja necessário. Após uma descrição dos ciclos avançados mais conhecidos é analisado de forma mais detalhada a utilização do ciclo com injeção de vapor (STIG) utilizando gás natural, em duas plantas processadoras de gás natural, incluindo uma comparação com o ciclo Rankine e Brayton convencionais. Esta análise é principalmente focado em Unidades de Compressão de gás natural, visto a grande ênfase que vêm sendo dada à sua utilização, trazendo como conseqüência a necessidade da extensão das redes de gasodutos. Os ciclos são analisados operando nas condições de projeto e com carga parcial ou sobrecarga, motivo pelo qual são formulados modelos termodinâmicos que são apresentados integrados a programas computacionais, considerando a maior quantidade de informações que permitam uma simulação próxima da realidade. Na simulação são considerados os custos de combustíveis e equipamentos, manutenção e, de forma simplificada, os ganhos potenciais provenientes da venda de créditos de carbono. Os objetivos propostos neste trabalho incluem a criação de modelos termodinâmicos para os ciclos estudados e sua simulação, considerando a operação com carga parcial, disponibilizando os dados utilizados de forma organizada... . / This work considers a transition scenario from fossil combustible energy and the restrict usage of renewable sources, specially biomass, just because water and eolic sources depend on their availability, and solar energy usage depends on technological improvements . During this transition, it is important to optimize traditional cycles that use diesel oil and natural gas, for minimizing the impact on natural reserves and environment, increasing the existing time schedule for changes, if necessary. After describing some advanced cycles, this study evaluates in more detail the usage of steam injection cycle (STIG) burning natural gas, applicable to two natural gas production plant, considering the comparison between Rankine and Brayton conventional cycles. This analysis is focused mainly in natural gas Compression Units due to the great emphasis that it has nowadays, with the necessity of increasing the gas pipeline. In this thesis, the cycles are analyzed considering the project part-load and over-load conditions, explaining why there are thermodynamic modeling to be integrated to computer programs to generate informations for a simulation closer to the real operational condition. In the simulation fuel and equipment prices, maintenance costs and, in a simple way, the potential return of investments coming from carbon dioxide credits sales were considered. Proposal goals from this study include new thermodynamic modelling applicable to the studied cycles and its simulation, considering partial load operation, offering the sparse technical and economic data in an organized way. After ending the study it was possible to conclude that the part load operation must be considered and that the oil and gas installation have a potential in energy savings.

O presente trabalho apresenta uma comparação das eficiências energética e exergética de três alternativas diferentes de montagem de sistemas de co-geração de energia que empregam o gás natural como combustível. O caso estudado é uma situação real de um curtume que utiliza lenha como combustível para geração de sua energia térmica e compra energia elétrica da distribuidora. A primeira alternativa é composta por um motor de combustão interna a ciclo Otto, a segunda emprega uma turbina a gás a ciclo Brayton e a terceira usa um gerador de vapor superaquecido juntamente com uma turbina a vapor em contrapressão. Para simulação das plantas é utilizado um software comercial que foi alterado, ficando capacitado para calcular exergias físicas e químicas de plantas de utilidades, cálculos exergoeconômicos, tais como taxas de custo das correntes e eixos, e também de determinar para cada equipamento os valores das variáveis usadas para a avaliação e o melhoramento do desempenho de plantas. Após as modificações o programa foi testado resolvendo um problema conhecido e cuja solução encontrada foi comparada com o da bibliografia. Foram obtidos resultados muito próximos ao padrão usado para comparação, os desvios encontrados são desprezíveis para os objetivos deste trabalho. A planta com melhor eficiência energética e exergética é aquela com motor ciclo Otto, seguida pela montagem que emprega a turbina a gás e finalmente, o conjunto gerador de vapor e turbina a vapor. São calculados os custos de insumos: investimentos necessários para construção das plantas, os custos de operação e manutenção e os custos com combustível. A partir destes valores são resolvidos os sistemas de equações para determinar as taxas de custos das correntes e eixos. Para as três plantas as variáveis de decisão são modificadas buscando aumentar a eficiência exergética e diminuir os custos dos produtos de co-geração. A metodologia para avaliação e melhoramento do desempenho das plantas é empregada e observa-se que é na terceira configuração é onde as modificações tiveram maior impacto, seguida pela primeira planta e por último a segunda alternativa.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-01-31Bitstream added on 2014-06-13T19:11:15Z : No. of bitstreams: 1 innocente_af_me_botfca.pdf: 2542879 bytes, checksum: d005db12b024ed727700a0ff01e6dabb (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os resíduos do processamento da cana-de-açúcar (bagaço e palhiço) são uma importante fonte energética. O palhiço pode ser adicionado ao bagaço e ambos podem ser queimados nas caldeiras das usinas, como fonte para cogeração de energia elétrica no setor sucroalcooleiro. A usina sucroalcooleira “São Manoel”, situada no município de São Manuel – SP, em seu sistema de cogeração, utiliza o bagaço como combustível para as caldeiras, gerando energia para suas operações. O bagaço produzido não é totalmente consumido e o excedente é vendido para usinas e outras empresas da região. Este trabalho buscou verificar o potencial de cogeração desta usina, considerando o uso da biomassa residual (bagaço e palhiço) de cana-de-açúcar disponível. Assim determinou-se a produtividade do palhiço (20 t.ha-1), que foi separado em folhas verdes (14,9%), folhas secas (71,3%), e material restante (colmos, ponteiros e matéria estranha) (8,3%). O teor médio de impurezas minerais presentes nas amostras de palhiço recolhidas foi de 5,4%. O teor de umidade do palhiço foi medido 3 dias após a colheita para cada constituinte e o valor médio final foi de 28,7%. O bagaço apresentou umidade média de 49,81%. O poder calorífico superior (PCS) foi determinado para o bagaço (19,27 MJ.kg-1), palhiço (17,90 MJ.kg-1) e misturas de bagaço+palhiço em diferentes proporções. Para o poder calorífico inferior (PCI), observou-se que no palhiço a energia liberada (12,11 MJ.kg-1) foi maior que para o bagaço (8,55 MJ.kg-1), resultado esperado considerando-se o maior teor de umidade do bagaço. Das misturas analisadas, a de 50%-50% apresentou maior potencial energético (PCI de 10,08 MJ.kg-1), mostrando que o palhiço pode ser eficiente para produção de energia misturado ao bagaço desde que sejam feitas as adaptações necessárias nos processos e maquinários. A energia que poderia... / Waste from processing sugar cane (bagasse and trash) has become an important energy source. Trash can be added to the bagasse and both can be burned in the boilers of the mills, as source for the cogeneration of electricity in the sugar cane industry. “São Manoel” sugarcane mill, located in São Manuel – São Paulo state, uses trash as fuel for boilers in its cogeneration system, generating energy for its operations. The bagasse produced is not completely used, and the surplus is sold to mills and other companies in the region. This study aimed at checking the cogeneration potential of such mill by considering the use of the residual biomass (bagasse and trash) of the available sugar cane. This way, trash productivity was determined (20 t/ha), which was separated into green leaves (14.9%), dry leaves (71.3%), and remaining material (stalks, pointers and extraneous matter) (8.3%). The content of mineral impurities present in the samples of trash collected was 5.4%. The content of trash humidity was measured for each constituent and the average final score was 28.7%. The bagasse presented average humidity of 49.81%. The higher heating value (HHV) was determined for the bagasse (19.27 MJ.kg-1), trash (17.90 MJ.kg-1) and mixings of bagasse+trash in different proportions. For lower heating value (LHV), it was noted that for the trash, the energy released (12.11 MJ.kg-1) was higher than for the bagasse (8.55 MJ.kg-1), which was expected once bagasse has a higher humidity content. From the mixings analyzed, the 50%-50% one presented a higher energy potential (LHV of 10.08 MJ.kg-1), which shows that trash can be efficient in energy production when mixed to bagasse once necessary adaptations have been made both in the procedure and machinery. In the 2008 crop, the energy which could be created using the residual biomass, supposing that all the sugar cane was picked raw, would be 227,989 MWh,... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-10-29Bitstream added on 2014-06-13T20:47:20Z : No. of bitstreams: 1 pazian_ja_me_bauru.pdf: 3795722 bytes, checksum: c33803a688414138a90aa4842de14d37 (MD5) / Usina da Barra S/A Acucar e Alcool / As usinas de açúcar e álcool do Brasil, apresentam um grande potencial para geração de energia elétrica excedente através da cogeração. Para que esse potencial seja explorado em sua plenitude é necessário que ocorra nas usinas uma implementação de tecnologias mais eficientes energeticamente. Tais implementações compreendem entre outras, substituição de caldeira que operam a pressão de 21 kg/'cm POT.2' à temperatura do vapor de '300 GRAUS' C por caldeiras que operam a pressões e temperaturas mais elevadas, como por exemplo, 64 hg/'cm POT.2' à temperatura de '480 GRAUS' C e substituição das turbinas a vapor de simples estágio por de multi-estágio ou motores elétricos. Tomando-se como base o software MATLAB/SIMULINK, o objetivo deste trabalho... / The sugar and alcohol mills in Brazil own a great potential for generation of exceeding electric through co-generation. For this potential to be exploited to its fullest the mills need to implement more efficient technologies for electricity. Such implementations comprise, among others, the replacement of boilers that operate under the pressure of 21 kg/'cm POT.2' and steam temperature of '300 GRAUS' C by boilers that operate under pressure of 64 hg/'cm POT.2' and temperature of '480 GRAUS' C and replacement of single stage steam turbines by multiple stage or electric motors. Using as tools for the software MATLAB/SIMULINK, the goal of this work is to present a program for the analysis of the co-generation process in a sugar and alcohol mill. The program allows through the inlet data collected in a model plant, in according with the industrial configuration of production. In case... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2015-05-08T15:00:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 393216 bytes, checksum: 30940cc142323e92d9d16d207b695e81 (MD5) Previous issue date: 2010-09-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / With the country economic growth recent years and present prospects of further growth, government, entrepreneurs and researchers, concerned about possible "weakness of the energy sector, " already put in evidence during the years 2000 and 2001, when the country suffered its first crisis, seeking to develop new technologies that allow "give off" in conventional electric and thermal energy systems, providing new energy of source. The time of peak demand, environmental impacts and energy efficiency are factors to be considered in these new technologies. In this context, cogeneration is the work being developed in the evaluation of new systems for power generation in the country, offering greater long-term demand, with quality and efficiency in energy consumption. Cogeneration based on reciprocating engines to natural gas has less polluting energy sources with reduced cost compared to conventional fuels (diesel, kerosene). The unit power generation facilities will meet the physical understood by the Energy and Environment Control Instrumentation Laboratory, Mechanical Shop of LES and the space of the Energy Sustainable Institute, placed in RECOAS bulding Co-Generation Room Machines, combustion and Engines Laboratory and Engines. Specifically the study will be adapted and applied the cases of energy assessment as the result of the Sankey diagram, allowing check the whole energy process. / Com o crescimento econômico no país nos últimos anos e apresentando perspectivas de crescer mais ainda, governo, empresários e pesquisadores, preocupados com a possível fragilidade do setor energético , já colocado em prova no período dos anos de 2000 e 2001, quando o país sofreu sua primeira crise, procuram desenvolver novas tecnologias que possibilitem dar folga nos sistemas de energia elétrica e térmica convencionais, oferecendo novas fontes de energia. O horário de demanda de pico, impactos ambientais e eficiência energéticas são fatores a ser considerados nessas novas tecnologias. Neste contexto, a cogeração é o trabalho a ser desenvolvido na avaliação de novos sistemas de geração de energia no país, oferecendo maior demanda em longo prazo, com qualidade e eficiência no consumo energético. A cogeração com base nos motores alternativos a gás natural apresenta fontes energéticas menos poluentes com custo reduzido em relação aos combustíveis convencionais (diesel, querosene). A alimentação da unidade de geração atenderá as instalações físicas compreendidas pelo Laboratório de Controle e Instrumentação em Energia e Meio Ambiente, a Oficina Mecânica do LES e o espaço do Instituto de Energias Sustentáveis compreendido pelo prédio da RECOGÁS, sala de Máquinas de Co-Geração e Laboratório de Combustão e Motores. Especificamente no estudo serão adaptados e aplicados os casos de avaliação energética conforme o resultado do diagrama de Sankey, permitindo conferir todo o processo energético.

Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo. / Orientador: Agnelo Marotta Cassula / Coorientador: José Celso Freire Júnior / Mestre