A tecnologia Coal, Gas or Biomass-To-Liquids (XTL) permite a obtenção de combustíveis líquidos a partir de biomassa, carvão mineral ou gás natural. A síntese de catalisadores otimizados constitui um desafio para aumentar a viabilidade desses processos. Neste contexto, por exibirem propriedades catalíticas interessantes para diferentes processos químicos, os óxidos mistos apresentam-se como alternativas promissoras. Entretanto, a sua aplicação nesta tecnologia ainda requer maior investigação. A proposta da tese foi a de avaliar catalisadores baseados em óxidos mistos para a geração de gás de síntese a partir da decomposição do etanol e da reforma do etanol ou do metano. Foram preparadas amostras Fe-Al, Co-Al e Ni-Al pelo método da co-precipitação, sendo caracterizadas por diferentes técnicas. As reações foram conduzidas em reatores tubulares de leito fixo, com alimentação contínua dos reagentes gasosos e líquidos e com análise por cromatografia gasosa. Um melhor compromisso entre propriedades e desempenho catalítico na reação de decomposição do etanol foi observado para amostras com razões molares Ni2+/Al3+ entre 1 e 3, pois esta composição favoreceu a formação dos óxidos mistos. Para materiais baseados em Fe, Co ou Ni, houve a formação de materiais do tipo hidrotalcita nos precursores dos catalisadores Co-Al e Ni-Al, formando óxidos mistos após o tratamento térmico. Foram observadas conversões de etanol e seletividade para H2 e CO mais altas na reação de decomposição do etanol sobre estas amostras. Catalisadores à base de ferro conduziram à maior formação de eteno e acetaldeído e menor deposição de coque. A substituição parcial de Ni por um terceiro elemento modificou o perfil de redução e diminuiu a acidez das amostras. Nas amostras Ni-Al, os catalisadores contendo Zn, Mo ou Co apresentaram maior atividade na reação de reforma a vapor do etanol nas temperaturas de 400 e 450°C. Um aumento na redutibilidade e na área específica foi verificado com a substituição parcial de ferro por cobre ou cobalto nas amostras Fe-Al. A melhoria nas propriedades do material resultou em desempenho superior nos testes de reforma a vapor do etanol, especialmente para o catalisador Co-Fe-Al. Em relação à reforma do metano, foram investigadas amostras Co-Al modificadas com um terceiro elemento. A substituição parcial de Co por um elemento de maior alcalinidade propiciou um incremento na área específica e modificações no perfil de redução, na força ou quantidade de sítios alcalinos e na cristalinidade do material. As alterações nas propriedades do material proporcionaram menor formação de coque, sendo mantidas ou elevadas as conversões de CH4 e CO2. O catalisador Mg-Co-Al apresentou os melhores resultados de atividade, especialmente para o catalisador com razão molar Mg/Co = 0,5 e para ativação na temperatura de 500°C. Desta forma, foi possível avaliar as diferenças entre óxidos mistos contendo diferentes metais ativos para a geração do gás de síntese, bem como a otimização destes catalisadores por meio da adição de promotores. Os óxidos mistos exibiram alta área específica, elevada estabilidade térmica e moderada acidez que conduziram a melhores desempenhos nos diferentes processos estudados. / The Coal or Gas or Biomass-To-Liquids (XTL) technology allows the production of liquid fuels from biomass, mineral coal or natural gas. The synthesis of optimized catalysts is a great challenge for improving the feasibility of these processes. In this context, mixed oxides are promising alternatives as they exhibit interesting catalytic properties for different chemical processes. However, its application for XTL processes still requires further investigation. The purpose of this thesis was to evaluate catalysts based on mixed oxides for the generation of synthesis gas through the decomposition of ethanol and the reforming of ethanol or methane. Fe-Al, Co-Al and Ni-Al samples were prepared by the co-precipitation method and characterized by different techniques. The reactions were conducted using tubular fixed bed reactors. The gaseous and liquid feedstocks were fed continuously and the analysis was performed by gas chromatography. A better commitment between the properties and catalytic performance for the decomposition of ethanol was observed for samples with Ni2+/Al3+ molar ratios between 1 and 3 because this composition favored the formation of the mixed oxides. For the Fe-, Coor Ni-based materials, the formation of hydrotalcite-type materials was identified in the precursors of the Co-Al and Ni-Al catalysts and thus yielding mixed oxides after thermal treatment. Higher conversion of ethanol and selectivity towards H2 and CO for the decomposition of ethanol was observed for these samples. The iron-based catalysts led to higher formation of ethylene and acetaldehyde and a decrease on the coke deposition. The partial substitution of Ni by a third element modified the reduction profile and decreased the acidity of samples. For the Ni-Al samples, the catalysts containing Zn, Mo or Co showed higher activity for the steam reforming of ethanol at 400 and 450°C. An increase in the reducibility and in the specific surface area was verified when iron is partly substituted by copper or cobalt in the Fe-Al samples. The improvement in the properties of the material resulted in a better performance for the steam reforming of ethanol, especially for the Co-Fe-Al catalyst. Regarding the reforming of methane, different Co-Al samples modified with a third element were investigated. The partial substitution of Co by an element with higher basicity provided an increase in the specific surface area and modifications on the reduction profile, in the strength or quantity of the alkalinity sites and in the overall crystallinity of the material. The changes in the properties provided smaller coke formation while maintaining or even increasing the CO2 and CH4 conversions. The Mg-Co-Al catalyst exhibited the best activity results, especially for the catalyst with Mg/Co molar ratio of 0.5 and for activation at 500°C. Therefore, it was possible to evaluate the differences between the mixed oxides based on different active metals for the generation of the synthesis gas, as well as the optimization of these catalysts through the addition of promoters. The mixed oxides exhibited high specific surface area, high thermal stability and moderate acidity that led to better performance for the different studied processes.

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-05-11T13:24:51Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Eduardo Santana_PEI_versão final.pdf: 1505303 bytes, checksum: 0c4497af6d85e3698965ed5d7011dde7 (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-05-11T13:24:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_Eduardo Santana_PEI_versão final.pdf: 1505303 bytes, checksum: 0c4497af6d85e3698965ed5d7011dde7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-11T13:24:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_Eduardo Santana_PEI_versão final.pdf: 1505303 bytes, checksum: 0c4497af6d85e3698965ed5d7011dde7 (MD5) / Veículos automotores constituem mundialmente a maior fonte poluidora do ar nas grandes regiões urbanas, respondendo por cerca de um quinto das emissões antropogênicas de CO2. Concomitantemente, o modal rodoviário responde por mais de um quarto de toda energia final consumida. Este cenário motiva o estudo comparativo para um veículo leve multicombustível, nacional, equipado com motor de combustão interna (MCI) de ignição por centelha, propelido à combustíveis líquidos e gasoso, mantendo-se suas características originais de fábrica. São analisados aspectos como desempenho, eficiência, consumo e emissões veiculares, comparativamente para cada tipo de combustível utilizado: gasolina, álcool, misturas com diferentes proporções entre gasolina e álcool e gás natural. A metodologia empregada consiste em ensaios experimentais do veículo em um sistema preparado com um dinamômetro de chassi, que possibilita a obtenção dos dados utilizados na modelagem matemática. A abordagem remete à aplicação de conceitos termodinâmicos em processos nos quais propriedades químicas e características de combustão, para os diferentes combustíveis utilizados, interagem com características de projeto do motor de combustão interna, em diferentes condições de operação às quais o mesmo é submetido, apresentando diferentes índices aos parâmetros de análise estudados. Análises realizadas compõem taxas de eficiências energética e exergética, curvas de desempenho com medições de torque e potência e taxa de emissões de poluentes para cada combustível, conduzindo à análise de viabilidade dos combustíveis analisados, conforme características de projeto e condições operacionais do motor avaliado. Resultados demonstram as viabilidades técnicas, ambientais e econômicas dos combustíveis alternativos etanol e gás natural comprimido (GNC), comercializados em escala comercial no Brasil. Indicam que a consolidação da expansão do uso desses combustíveis passa necessariamente pelo alinhamento das características do MCI de veículos multicombustíveis utilizados no Brasil às respectivas propriedades desses combustíveis

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-25T21:44:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 314238.pdf: 4958002 bytes, checksum: a0549314f5c9d5df3fc8192c24a52845 (MD5) / Neste trabalho foram aplicadas técnicas para processamento de cerâmica avançada para produzir células a combustível de óxido sólido planares. O processamento por tape casting foi aplicado sequencialmente usando suspensões aquosas, com Zircônia Parcialmente Estabilizada com Ítria (PSZ) como material do eletrólito. Foi desenvolvido um procedimento para obter peças planas por sinterização com uso de cargas, e foi implementado o teste eletroquímico das células em modo no-chamber. Estudou-se a integração das tecnologias de queimadores porosos com a de células a combustível, usando gás de síntese produzido por oxidação parcial de álcool. Para isso, foram feitos testes eletroquímicos em células produzidas neste trabalho com gás de síntese produzido em chama difusiva em meio poroso (no-chamber), e em células comerciais usando gás de síntese de composição similar ao produzido por um queimador poroso operado com etanol. Para as células próprias, suportadas no anodo, o teste eletroquímico no modo no-chamber foi efetuado a uma temperatura de 560°C, o potencial de circuito aberto (OCV) foi de ~800 mV, e a potência máxima (PMáx) obtida foi de 0,12 mW/cm² para uma densidade de corrente de 0,35 mA/cm². As células apresentaram alta resistência mecânica, permitindo mostrar também que o teste no-chamber é uma alternativa simples e de baixo custo para a caracterização eletroquímica. Para as células comerciais, suportadas no eletrólito, o teste eletroquímico foi feito convencionalmente, na temperatura de operação de 820°C. Quando o combustível foi 5% hidrogênio em mistura com hélio, o OCV foi de 600 mV, a PMáx foi de 21 mW/cm², para uma densidade de corrente de 69 mA/cm². Quando o combustível foi gás de síntese com 3% H2 e 2,9% CO, o OCV foi de ~500 mV, a PMáx foi de 9 mW/cm², para uma densidade de corrente de 35 mA/cm².<br> / Abstract : Advanced ceramics processing techniques were applied in this work to produce planar solid oxide fuel cells. Tape casting process was applied sequentially using aqueous suspensions, using Partially Stabilized Zirconia with Yttria (PSZ) as electrolyte material. A procedure for obtaining flat samples was developed by sintering using weights, and the electrochemical test for the cells was implemented in no-chamber mode. Integration of porous burners and fuel cell technologies was studied, using synthesis gas (syngas) produced by alcohol partial oxidation. For this, electrochemical tests were carried out for cells produced in this work with syngas produced in diffusive flame in porous media (nochamber) and commercial cells using syngas of similar composition to that produced by a porous burner operated with ethanol. For the anode-supported own cells, the electrochemical test in nochamber mode was done at 560 °C, the open circuit potential (OCV) was ~800 mV, and the maximum power (PMax) obtained was 0.12 mW/cm² for a current density of 0.35 mA/cm². The cells showed high mechanical strength, allowing also show that in the no-chamber mode is a simple and cost effective test for the electrochemical characterization. For the electrolyte-supported commercial cells, the electrochemical test was done conventionally, the operating temperature was 820 °C. When the fuel was 5% hydrogen in a mixture with helium, the OCV was 600 mV, PMax was 21 mW/cm² for a current density of 69 mA/cm². When the fuel was syngas with 3.0% H2 and 2.9% CO, the OCV was ~500 mV, PMax was 9 mW/cm² for current density of 35 mA/cm².

Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:53:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338241.pdf: 1531192 bytes, checksum: 9918e87bb93840ac7ea0cb28c5003061 (MD5) Previous issue date: 2015 / A apreensão decorrente das mudanças climáticas causadas pelo aumento das emissões de gases do efeito estufa (GEE), especialmente de dióxido de carbono CO2 tem alavancado diretrizes no sentido de mitigar os impactos negativos advindos da mudança climática no mundo. As emissões antrópicas de CO2 pelo setor industrial vêm contribuindo de maneira incisiva para o aumento de emissões dos gases do efeito estufa, sendo que as indústrias de siderurgia e de papel celulose tem papel preponderante na elevação do quantitativo de emissões de GEE. Neste contexto, o presente trabalho demonstra a mitigação das emissões de CO2 obtidas pela substituição dos combustíveis fósseis mais poluentes pelo gás natural que apresenta menor potencial de emissão de GEE. Através da metodologia Top-down proposta pelo IPCC, quantificou-se no período de 2010 a 2014 um total de 1,4 milhões de toneladas de CO2 evitadas para o meio ambiente pelas indústrias siderúrgicas e de papel celulose da Região do Vale do Aço-MG decorrentes da substituição de combustíveis fósseis, como óleo combustível, óleo diesel e GLP pelo Gás Natural, trazendo resultados consideráveis e benefícios para meio ambiente.<br> / Abstract : The seizure resulting from climate change caused by increased emissions of greenhouse gases (GHGs), especially carbon dioxide CO2 has leveraged guidelines to mitigate the negative impacts from climate change in the world. Anthropogenic CO2 emissions by the industrial sector has contributed incisively to increased emissions of greenhouse gases, and the industries of paper pulp mills have major role in raising the quantity of GHG emissions. In this context, this work demonstrates the mitigation of carbon dioxide emissions CO2 obtained by replacing fossil fuels more pollutants from the natural gas that has less potential for greenhouse gas emissions. Through top-down methodology proposed by the IPCC, quantified in the period from 2010 to 2014 a total of 1.4 million tons of CO2 avoided for the environment by the steel and paper industries cellulose Vale do Aço-MG Region from switching from fossil fuels such as fuel oil, diesel oil and LPG by natural gas, bringing significant results and benefits for the environment.

Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-12-27T03:08:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 342650.pdf: 827664 bytes, checksum: 56b7c87a90036ee197e265d7172164b7 (MD5) Previous issue date: 2015 / O coque é um tipo de combustível obtido a partir do aquecimento do carvão betuminoso ou da hulha em um recipiente fechado, sem a necessidade de combustão e pode ser usado na produção de ferro-gusa, apenas com a sua adição à carga metálica. Diante do exposto, o objetivo desse trabalho é realizar uma avaliação econômico-ambiental da substituição do coque utilizado em alto-forno em uma indústria siderúrgica localizada no Vale do Aço, em Minas Gerais. A metodologia adotada foi um estudo de caso para a comparação da viabilidade econômico-ambiental entre o gás natural e o carvão vegetal em relação ao coque utilizado no alto forno 2 da usina siderúrgica da região de Timóteo levando-se em consideração as quantidades consumidas destes para produção de 1 tonelada de ferro gusa. A utilização da Matriz de Leopold permitiu constatar que os impactos ambientais causados no processo de beneficiamento do carvão vegetal é alto, pois gera expressiva quantidade de poluentes, tais como ácido acético, metanol, alcatrão solúvel e insolúvel e outros. Por isso, a sistematização de uma metodologia para avaliar os impactos ambientais como a Matriz de Leopold é fundamental, pois facilita a visualização dos possíveis impactos de determinado empreendimento e possibilita a realização de um estudo de impacto, inclusive, de vizinhança, de forma rápida e eficaz. Com base nos resultados obtidos, concluiu-se que mesmo sendo o coque um combustível que gera mais energia e retorno financeiro, implica também em degradação intensa no meio ambiente. Já o gás natural e o carvão vegetal, mesmo não possuindo a qualidade energética do coque, prejudicam menos o meio ambiente, pois os gases que soltam não são tão poluentes e conseguem atingir ou se aproximar dos limites de tolerância impostos pelos órgãos ambientais.<br> / Abstract : The coke is a type of fuel obtained from heating coal shale or coal in a closed container, without the need for combustion. In addition, it can be used in the production of pig iron, only with its addition to the metal load. Given the above, the objective of this work is to make an economic and environmental assessment of the replacement of the coke used in blast furnace at a steel industry located in the Steel Valley, Minas Gerais. The methodology used was a case study to compare the economic and environmental feasibility of natural gas and charcoal in relation to the coke used in blast furnace 2 of the steel plant Timothy region taking into account the quantities consumed these to production of 1 ton of pig iron. The use of Leopold Matrix allowed to establish that the environmental impacts on charcoal beneficiation process is high because it generates significant amounts of pollutants such as acetic acid, methanol, soluble and insoluble tar and others. Therefore, the systematization of a methodology to assess the environmental impacts such as the Leopold Matrix is important because it facilitates the visualization of possible specific project impacts and enables the performance of an impact assessment, including neighborhood, quickly and effective. Based on the obtained results, it is concluded that even though the coke fuel that produces more energy and financial return, also involves rapid degradation in the environment. Since natural gas and charcoal, while not having the energy quality of coke, less harm the environment because the gases are not as loose and pollutants can reach or approach the tolerance limits imposed by environmental agencies.

Submitted by BENJAMIN KUNTE null (benjamin.kunte@gmail.com) on 2015-12-21T20:22:35Z No. of bitstreams: 1 Benjamin_Dissertation_Final_Version.pdf: 2440898 bytes, checksum: 129503961064a9371fbb24f9408bfbc6 (MD5) / Approved for entry into archive by Cássia Adriana de Sant ana Gatti (cgatti@marilia.unesp.br) on 2015-12-22T13:12:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Benjamin_Dissertation_Final_Version.pdf: 2440898 bytes, checksum: 129503961064a9371fbb24f9408bfbc6 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-22T13:12:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Benjamin_Dissertation_Final_Version.pdf: 2440898 bytes, checksum: 129503961064a9371fbb24f9408bfbc6 (MD5) Previous issue date: 2015-12-18 / Os métodos mais promissores para reduzir gases de efeito estufa, bem como combater o iminente esgotamento das reservas de energia fóssil, são: a) o uso de combustíveis alternativos obtidos a partir da biomassa, como o biogás ou gás de síntese (syngas); b) o aumento da eficiência do sistema através da redução da percentagem de energia útil perdido para o ambiente. Enquanto a otimização da eficiência de uma determinada máquina da central elétrica, por exemplo, turbina a gás ou compressor, é um desenvolvimento muito demorado, a cogeração pode rápida e significativamente aumentar a eficiência global da central. Neste trabalho, análise termodinâmica, econômica e de emissões de um sistema de cogeração baseado em uma microturbina a gás de 200 kW combinado com uma caldeira de recuperação são conduzidas. Além disso, a operação de biogás e syngas é comparada com a operação de gás natural para investigar a pertinência destes dois combustíveis alternativos para o uso em micro turbinas a gás. A central de cogeração proposta mostrou-se tecnicamente viável para todos os combustíveis, porque a microturbina selecionada é disponível em várias versões, específicas para cada combustível, com sistemas de injeção de combustível otimizados. A central apresentou eficiências energéticas globais de 50,9%, 48,6% e 47,9% para operação com gás natural, biogás e syngas, respectivamente. Devido aos preços muito elevados do gás natural e do syngas, a central de cogeração apresentou viabilidade econômica apenas no caso de operação com biogás, com curtos períodos de retorno de aproximadamente 2,8 anos e alta economia anual esperada. Além disso, o biogás tem a maior eficiência ecológica e, portanto, apresentou-se como a melhor alternativa aos combustíveis fósseis. / The most promising methods to reduce greenhouse gases as well as counteract against the imminent depletion of fossil fuels are: a) the use of alternative fuels obtained from biomass, such as biogas or bio-syngas; b) enhancing the power plant efficiency by decreasing the percentage of useful energy lost to the environment. Whereas efficiency optimisation of a particular machine in a power plant, e.g. gas turbine or compressor, is a very longsome development, cogeneration can quickly and significantly increase the overall efficiency of a power plant. In this work, energetic, exergetic, emissions and economic analyses of a cogeneration system consisting of a 200 kW micro gas turbine combined with a heat recovery steam generator are introduced and conducted. Furthermore, biogas and syngas operation are compared to natural gas operation, to investigate the adequacy of these two alternative fuels for use in micro gas turbines. The proposed cogeneration plant proved to be technically feasible for all fuels, because the selected micro gas turbine Capstone C200 is available in various, fuel-specific versions with optimised fuel injection systems. The plant presented overall energetic efficiencies of 50.9%, 48.6% and 47.9% for natural gas, biogas and syngas operation, respectively. Due to very high natural gas and syngas prices, the cogeneration plant presented economic feasibility only in case of biogas operation, with short payback periods of approximately 2.8 years and high expected annual saving. Moreover, biogas has the highest ecologic efficiency and was therefore found to be the best alternative to fossil fuels.

Made available in DSpace on 2016-01-13T13:27:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-09-17. Added 1 bitstream(s) on 2016-01-13T13:32:49Z : No. of bitstreams: 1 000856012.pdf: 1432947 bytes, checksum: 79c06f32d9d67b572dba57541030fb48 (MD5) / A importância do petróleo e do gás natural em termos econômicos e estratégicos pode ser medida pelo fato de que esses produtos sustentam mais da metade da demanda energética mundial. Nas últimas décadas, o Brasil tem se destacado na exploração de reservas de petróleo e gás offshore (águas profundas) em razão dos sucessivos avanços tecnológicos obtidos na área. Porém, para consolidar-se como um polo de pesquisas de classe internacional, o setor precisa superar os desafios tecnológicos encontrados na extração e produção de petróleo e gás natural na fronteira geológica do Pré-sal. Para enfrentar esses obstáculos, a PETROBRAS tem demandado inovações desenvolvidas por empresas parceiras e centros de pesquisas. Este estudo está pautado na percepção de que as inovações são realizadas para solucionar problemas técnico-econômicos que requerem conhecimentos acumulados - tácitos e codificados - que provêm de um processo de aprendizado histórico. As novas regiões de exploração de petróleo exigem avanços tecnológicos que superem as dificuldades naturais (luz; temperatura; pressão em grande profundidade; geografia do leito oceânico; correntes marítimas; distâncias entre as plataformas e o continente e entre plataformas e os poços no fundo oceânico; etc). No segmento offshore, esses avanços frequentemente resultam de inovações incrementais e/ou arquitetônicas, ou seja, desenvolvimento e/ou combinações de tecnologias já conhecidas. A estratégia de inovação baseada em parcerias e nesses tipos de inovações permite diminuir as incertezas inerentes aos processos inovativos, os custos e o tempo dos projetos. Nesse contexto, este trabalho visa contribuir para discussão da rede que congrega parceiros voltados à inovação offshore, que denominamos Sistema PETROBRAS de Inovação (SPI). Para isso, o estudo expõe as principais características desse sistema e as principais inovações... / The importance of oil and natural gas in economic and strategic terms can be measured for the fact that these products support more than half of world energy demand matrix. At the lasts decades Brazil has stood out in the exploitation reserves of offshore (deep water) oil and gas in reason of the successive technological advances achieved in the area. However, to consolidate itself as a research hub of international class, the sector needs to overcome the technological challenges encountered in the extraction and production of oil and natural gas in geological area of the pre-salt. To address these obstacles, PETROBRAS has demanded innovations developed by partner companies and research center. This study is guided by the perception that innovations are carried for solving technical-economic problems which require accumulated knowledge - tacit and codified - and comes from a historical learning process. The new regions of oil exploration require technological advances that exceed the natural difficulties (light, temperature, pressure in big deep, geography of the ocean floor; ocean currents; distances between the platforms and the continent and between platforms and wells on the ocean floor; etc.). In the offshore sector, these developments often result from incremental innovations and/or architectural, or development and/or combinations of already known technologies. The innovation strategy based on partnerships and these types of innovations allows to reduce the uncertainties inherent in innovative processes, costs and time of projects. In this context, this study aims to contribute to discussion of the network linking partners focused on offshore innovation, we call PETROBRAS System of Innovation (PSI). For this purpose, the study sets out the main characteristics of this system and the main innovations achieved. As a result, it proposes the theoretical and analytical model (PSI) in which the PETROBRAS acts as motor and...

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The biogas is a product of the microbiological degradation process of organic matter. Biogas consists mainly in methane, carbon dioxide and small amounts of hydrogen, nitrogen and hydrogen sulfide. The high methane concentration in biogas made it an attractive fuel and its use solves a problem of emission, since methane has a polluting effect superior than of carbon dioxide. The hydrogen sulfide, although present in small amounts, is a toxic and highly corrosive gas, and besides being a major pollutants of the atmosphere. In this sense, this work is dedicated to investigate the removal efficiency for H2S biofiltration process in a synthetic biogas flow. The biological processes it is an interesting alternative as compared to physical-chemical processes, and the biofiltration represents the most widely used. Performed an experimental bioreactor biofilter model and evaluated vegetable sponge as a packing for immobilization of microorganisms of the genus T. thioparus and activated sludge as medium for acclimatization of bacteria. The experiment took place within 31 days, with a flow gas of 0.02 m³.h-1, a residence time of empty bed of 190s and an affluent concentration of 10000 ppmv. During the study the system temperature kept in mesophilic range registering 28.3°C as average, however the pH range preserved below of recommended at T. thioparus bacteria, reaching pH = 2.48. The moisture of the environment remained around 55%. The removal efficiency achieved was 67% corresponding to an effluent concentration of 3314 ppm to an elimination capacity of 177 g.m-3h-1. However, the final concentration of methane decreases from 59.9% to 49.5% this is explained by the dilution of the gas by supplied air system, which is essential to feed the microbiological requirements for the H2S oxidation. The results show that it is possible to apply the vegetable sponge to biofiltration of H2S. / O biogás é um produto do processo da degradação microbiológica da matéria orgânica. Este gás consiste principalmente em metano, dióxido de carbono e pequenas quantidades de hidrogênio, nitrogênio e sulfeto de hidrogênio. A alta concentração de metano faz com que o biogás seja um combustível atraente e o seu uso resolve um problema de emissão, já que o metano tem um efeito poluente superior ao dióxido de carbono. O sulfeto de hidrogênio, embora esteja presente em pequenas quantidades, é um gás altamente tóxico e corrosivo, além de ser um dos maiores poluentes da atmosfera. Nesse sentido, dedicou-se este trabalho a investigar a eficiência de remoção de H2S por processo de biofiltração em um fluxo de biogás sintético. Os processos biológicos constituem-se como uma alternativa bastante interessante quando comparados aos processos físico-químicos, sendo que a biofiltração é o processo mais amplamente utilizado. Realizou-se estudo experimental em biorreator modelo biofiltro e avaliou-se como meio suporte esponja natural para imobilização dos microrganismos do gênero T. thioparus e lodo ativado como meio para aclimatação das bactérias. O experimento decorreu no período de 31 dias, com uma vazão de 0,02 m³.h-1, um tempo de residência do leito vazio de 190s, e uma concentração de afluente de 10000 ppmv. Durante o estudo a temperatura do sistema manteve-se na faixa mesofílica registrando-se uma média de 28,3°C, porém o pH conservou-se em um faixa abaixo da recomendada para bactérias T.thioparus, atingindo pH = 2,48. A umidade do meio permaneceu em torno de 55%. A eficiência de remoção atingida foi de 67% correspondendo a uma concentração efluente de 3314 ppmv para uma capacidade de eliminação de 177 g.m-3h-1. Entretanto, a concentração final de metano diminui de 59,9% para 49,5% isso se explica pela diluição do gás pelo ar fornecido ao sistema, o qual é essencial para suprir as necessidades microbiológicas requeridas para a oxidação do H2S. Os resultados mostram que é possível utilizar a esponja natural para biorremoção do H2S.

The present dissertation evaluates distinct scenarios related to the Brazilian Energetic Policy and the contribution of Natural Gas to the existing Energetic Matrix. Many discussions are presented respecting environmental aspects and impacts from hydrostatic testing process, conducted to assure pipeline integrity. Hydrostatic testing is performed in each new one or existing pipelines, and its characteristics are demonstrated based on real and already experimented execution procedures. The author based its work in two important analytical models: The Life Cycle Analysis (LCA) and The Failure Mode and Effect Analysis (FMEA), evaluating quantitative and qualitative impacts. As the same manner, mitigation measures are proposed, according to the aspects and impacts relevancy. Resulting from this work, a heuristic algorithm to hydrostatic testing was generated, and can be used by any person. The heuristic algorithm is complemented by the impacts and aspects analysis sheet, as well as mitigation measures that must be employed. / O presente trabalho avalia cenários distintos relativos à Política Energética de nosso País, sem contudo perder o foco voltado para a contribuição do Gás Natural para nossa Matriz Energética. Como principal direcionamento, apresenta discussões pertinentes aos aspectos e impactos ambientais oriundos dos testes hidrostáticos executados para verificação da integridade física de tubulações de transporte de gás natural, quer seja em novos empreendimentos ou durante reparos em tubulações já existentes. São apresentadas as características do teste hidrostático de tubulação, perfeitamente relatado conforme executado na prática, tomando como base procedimentos operacionais reais. O autor baseou seu trabalho em duas técnicas analíticas bastante difundidas : a Análise de Ciclo de Vida de Produto (ACV) e a FMEA (sigla em inglês para Análise de Modo de Falha), avaliando qualitativa e quantitativamente os impactos e propondo metodologias de controle factíveis, de acordo com a magnitude dos impactos verificados. Como produto final desta dissertação, foi possível obter um algoritmo heurístico a ser utilizado por qualquer executante de teste hidrostático em dutos de gás natural, dotado de um mapeamento completo dos aspectos e impactos ambientais envolvidos, assim como as medidas mitigadoras pertinentes.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2003-12-18Bitstream added on 2014-06-13T20:03:46Z : No. of bitstreams: 1 grego_mibm_dr_rcla.pdf: 5936303 bytes, checksum: c48d07b5a345f3c0f0bbbd508557d304 (MD5) / Acumulaçoes de gás no centro de bacias sedimentares (Basin-centered gas accumulations, BCGA) diferem significantemente das acumulações convencionais em características geológicas e de produção. Enquanto um sistema petrolífero convencional contém elementos e processos necessários para acumulação de óleo e gás existir, no BCGS o foco está na interação dos componentes que formam apenas gás em condições peculiares. O propósito desta tese é demonstrar que o campo de gás de Elsinore, Texas (EUA), constitui acumulação dc gás não convencional (BCGA) utilizando métodos geoestatísticos para identificar as características diagnósticas. Os reservatórios ocorrem em três unidades de diferentes idades (ordo-silu-devoniana); são compostos de gás (60%: metano 53%, CO2 45%) e água (40%); são fraturas em chert e porosidade secundária em dolomitos; são profundos (média 4.051 m); mostram pressão inicial alta (média 0.38 psi/fl); estão em trapas estruturais (antiformas, fraturas) e estratigráficos. Migração do gás ocorreu através das falhas NW cm mais de um estágio de acordo com mecanismos de pressão. Selos de topo são litológicos, folhelhos e carbonatos; selos laterais e de base são blocos-selantes com água capilar. A reconstituição da história de soterramento e termal foi importante para determinar as relações temporais entre a geração, expulsão, migração e armadilhas do gás formado. / Gas accumulations in center of sedimentary basin (Basin-centered gas accumulations, BCGA) di/fer signficantly from conventional accumulations in geological and production characteristics. While a conventional petroleum system has elements and process needed for an ou and gas accumulation to exist, in the BCGS the focus is in interaction of these components lo form only gas in peculiar conditions. The purpose of lhis thesis is to demonstrate that the Elsinore gas field, Texas (US), constitutes unconventional gas accumulation (BCGA) using geostatistics to identfy diagnosed characteristics. The reservoirs occur in four units ofvarious ages (Ordovician-Devonian): are composed by gas (60% total gases - methane 53%, CO2 45%) and water (40%); are in cheri fractures, and secondary porosity in dolomites; are deep (avg 4.051 m); high initialpressure (avg 0.38 psi/ft); gas are in structural traps (antforms, fractures) and stratigraphic ones. Gas migralion happened through the NWfaults in more than one stage according to pressure echanisms. Top seals are litologic, shales and limestones; lateral and base seals are capillary water block-seals. The reconstitution of thermal and burial history was important lo determine the temporal relationships among generation, expulsion, migration, and traps offormed gas.