O planejamento da operação energética de sistemas hidrotérmicos de potência tem como objetivo determinar a participação de usinas termoelétricas e hidrelétricas de forma a garantir o suprimento desta energia ao menor custo operacional possível, dentro de restrições técnicas. Alguns fatores tornam a solução desse problema bastante complexa destacando a não linearidade, presente na equação de geração hidráulica; a não separabilidade espacial, devido ao fato da decisão de quanto gerar em uma usina interferir em outra usina do sistema; a separabilidade temporal aditiva, devido a interferência de uma decisão atual em uma decisão futura e, como no caso brasileiro, de grande porte. O objetivo deste trabalho é apresentar uma nova abordagem para o planejamento da operação de sistemas hidrotérmicos de potência, com Programação Dinâmica, de forma que as usinas hidrelétricas possam ser representadas e otimizadas individualmente, completamente desacopladas. Essa aplicação é possível através da utilização de uma função objetivo modificada, considerando-se não apenas os custos, mas também os dados de afluências das usinas imediatamente a jusante. O modelo proposto, como função objetivo modificada, foi aplicado em cascatas de usinas hidrelétricas brasileiras, cujos resultados puderam ser comparados com os comportamentos ótimos obtidos de forma direta, ou seja, com a otimização de todo o sistema em conjunto. Com base nos resultados obtidos, pôde-se observar o bom comportamento do modelo implementado. / The energetic operation planning in hydrothermal power systems aims to determine the participation of hydroelectric power plants and thermoelectric power plants to ensure the supply of electricity at the lowest operating cost possible, between technical constraints. Some factors make the solution of this problem quite complex highlighting the nonlinearity, present in the equation of hydraulic generation, non-spatial separability, due the fact that the decision of the amount of energy generated in a plant interfere in another plants of the system, the additive time separability, because of the interference from an actual decision on a future decision and, as in the Brazilian case, large. The proposal of this work is to present a new approach to hydrothermal power systems, with Dynamic Programming, so that hydroelectric power plants can be represented and optimized individually, completely decoupled. This application is possible through the use of a modified objective function, considering not only costs but also the inflow data immediately on the downstream plants. The proposed model was applied in a Brazilian cascade of hydroelectric plants, comparing the optimal behavior obtained directly, by optimizing the whole system together and the new technique behavior. Based on the results obtained, we can observe the good results of the implemented model.

O planejamento da operação energética de sistemas hidrotérmicos de potência tem como objetivo determinar a participação de usinas termoelétricas e hidrelétricas de forma a garantir o suprimento desta energia ao menor custo operacional possível, dentro de restrições técnicas. Alguns fatores tornam a solução desse problema bastante complexa destacando a não linearidade, presente na equação de geração hidráulica; a não separabilidade espacial, devido ao fato da decisão de quanto gerar em uma usina interferir em outra usina do sistema; a separabilidade temporal aditiva, devido a interferência de uma decisão atual em uma decisão futura e, como no caso brasileiro, de grande porte. O objetivo deste trabalho é apresentar uma nova abordagem para o planejamento da operação de sistemas hidrotérmicos de potência, com Programação Dinâmica, de forma que as usinas hidrelétricas possam ser representadas e otimizadas individualmente, completamente desacopladas. Essa aplicação é possível através da utilização de uma função objetivo modificada, considerando-se não apenas os custos, mas também os dados de afluências das usinas imediatamente a jusante. O modelo proposto, como função objetivo modificada, foi aplicado em cascatas de usinas hidrelétricas brasileiras, cujos resultados puderam ser comparados com os comportamentos ótimos obtidos de forma direta, ou seja, com a otimização de todo o sistema em conjunto. Com base nos resultados obtidos, pôde-se observar o bom comportamento do modelo implementado. / The energetic operation planning in hydrothermal power systems aims to determine the participation of hydroelectric power plants and thermoelectric power plants to ensure the supply of electricity at the lowest operating cost possible, between technical constraints. Some factors make the solution of this problem quite complex highlighting the nonlinearity, present in the equation of hydraulic generation, non-spatial separability, due the fact that the decision of the amount of energy generated in a plant interfere in another plants of the system, the additive time separability, because of the interference from an actual decision on a future decision and, as in the Brazilian case, large. The proposal of this work is to present a new approach to hydrothermal power systems, with Dynamic Programming, so that hydroelectric power plants can be represented and optimized individually, completely decoupled. This application is possible through the use of a modified objective function, considering not only costs but also the inflow data immediately on the downstream plants. The proposed model was applied in a Brazilian cascade of hydroelectric plants, comparing the optimal behavior obtained directly, by optimizing the whole system together and the new technique behavior. Based on the results obtained, we can observe the good results of the implemented model.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rafaela de Souza Schmidt.pdf: 1614603 bytes, checksum: 4583716d044cc6f09dfcf335690ab75e (MD5) Previous issue date: 2014-01-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The synthesis of zeolites from alternative materials and low cost had great development in recent decades due to the fact of processes using conventional silicon and aluminum solutions are expensive .solutions of silicon and aluminum are extremely expensive. The synthesis can be carried out by any raw material containing predominantly silica and alumina, such as clays and rice husk. Thus, this study aims to develop an alternative methodology for the synthesis of zeolite ZSM-5, using silica extracted from rice husk and commercial metakaolin as raw materials in the composition of the mixture. The process of synthesis solution was hydrothermally sodium in the presence of TPABr and as a structural director. To assess the effect of temperature on the formation of ZSM-5, the synthesis procedure was carried out in temperature ranges between 100 and 170°C. Through the characterization of zeolitic material formed in the crystallization process, it was concluded that the methodology proposed in this work led typical crystalline phases of zeolite ZSM-5, as well as the formation of other zeolite phases. / A síntese de zeólitas a partir de materiais alternativos e de baixo custo teve grande desenvolvimento nas últimas décadas devido ao fato dos processos que utilizam soluções convencionais de silício e alumínio serem caros. A síntese pode ser realizada por qualquer matéria prima que contenha predominância de sílica e alumina, como por exemplo, argilas e casca de arroz. Sendo assim, este trabalho tem como objetivo desenvolver uma metodologia alternativa de síntese de zeólita ZSM-5, empregando sílica extraída da casca de arroz e metacaulim comercial, como matérias primas na composição da mistura reacional. O processo de síntese ocorreu hidrotérmicamente em solução sódica e na presença de TPABr como direcionador estrutural. Para avaliar o efeito da temperatura na formação da ZSM-5, o processo de síntese foi realizado em faixas de temperatura entre 100 e 170°C. Através da caracterização do material zeólítico formado no processo de cristalização, foi concluído que a metodologia proposta neste trabalho conduziu fazes cristalinas típicas de zeólita ZSM-5, bem como a formação de outras fases zeolíticas.

Submitted by Onia Arantes Albuquerque (onia.ufg@gmail.com) on 2018-10-26T15:10:46Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Yagly Grasielle dos Santos Gomes - 2018.pdf: 4358810 bytes, checksum: 03c5c38a49fbef4f529827141eb0fdab (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-10-29T10:29:49Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Yagly Grasielle dos Santos Gomes - 2018.pdf: 4358810 bytes, checksum: 03c5c38a49fbef4f529827141eb0fdab (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-29T10:29:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Yagly Grasielle dos Santos Gomes - 2018.pdf: 4358810 bytes, checksum: 03c5c38a49fbef4f529827141eb0fdab (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-10-10 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / In recent years, titanium dioxide TiO2 has been well studied due to its various interesting physical and chemical properties, especially with regard to the application in processes of photocatalytic discoloration. These processes have always attracted the interest of the scientific community, mainly because it is possible to use sunlight as a source of energy for the reaction to happen. The present work had the objective of studying the influence of pH on the hydrothermal crystallization of the amorphous (TiO2) gel obtained by the complex decomposition method by two different routes varying temperature and time of synthesis, where in one of the routes the materials were crystallized in a reactor metal and on the other synthetic route was used a glass reactor. Such routes were used as a relatively new, promising and efficient processing method for obtaining this type of material. The obtained samples were characterized by different techniques: the X-ray diffraction confirmed the obtaining of monophasic materials and also in mixtures of phases, with tetragonal structure for the polymorphs anatase and rutile, proving that the hydrothermal method is efficient in the synthesis of the samples of interest having energy expenditure when compared to conventional crystallization methods. Using the X-ray diffraction data, the sizes of crystallites (TC), and the percentage values of phases present in each sample were measured. The (MEV/FEG) scanning electron microscopy characterization and (TEM) transmission, evidenced the changes in the size and morphology of the materials obtained, especially between anatase and rutile when single-phase. The photocatalytic tests showed the best performance of some materials, especially for the sample crystallized in pH 7 in the glass reactor, which decoloured the study dye in 99.7% due to its morphology as well as anatase / rutile composition in percentage terms. / Nos últimos anos, o dióxido de titânio TiO2 vem sendo bastante estudado devido as suas várias propriedades físicas e químicas interessantes, principalmente no que se diz respeito à aplicação em processos fotocatalíticos. Esses processos sempre atraíram o interesse da comunidade científica, principalmente por ser possível a utilização da luz solar como fonte de energia para que a reação aconteça. O presente trabalho teve como objetivo estudar a influência do pH na cristalização hidrotérmica do gel amorfo de (TiO2) obtido pelo método de decomposição de complexos por duas rotas distintas variando temperatura e tempo de síntese, onde em uma das rotas os materiais foram cristalizados em um reator de metal e na outra rota utilizou-se um reator de vidro. Tais rotas foram utilizadas por ser um método de processamento relativamente novo, promissor e eficaz para a obtenção desse tipo de material. As amostras obtidas foram caracterizadas por diferentes técnicas: a difração de raios X confirmou a obtenção de materiais monofásicos e também em misturas de fases, com estrutura tetragonal para os polimorfos anatase e rutilo comprovando que o método hidrotérmico é eficiente no controle da síntese das amostras de interesse tendo gastos energéticos bem menores quando comparados a métodos convencionais de cristalização. Utilizando os dados referentes à difração de raio X, foram aferidos os tamanhos de cristalitos (TC) e os valores percentuais de fases presentes em cada amostra. A caracterização por microscopia eletrônica de varredura (MEV/FEG) e de transmissão (MET), evidenciaram as mudanças no tamanho e na morfologia dos materiais obtidos, especialmente, entre anatase e rutilo quando monofásicos. Os ensaios fotocatalíticos mostraram o melhor desempenho de alguns materiais, principalmente para a amostra cristalizada em valor de pH 7 no reator de vidro, que descoloriu em 99,7% o corante em estudo, isso devido à sua morfologia bem como à composição anatase/rutilo em termos percentuais.

Orientador: Secundino Soares Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T08:33:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PastorHumpiri_CarolinaJanet_M.pdf: 2093723 bytes, checksum: 2ef978811ccdca91867a3a47544e6581 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: O objetivo do Planejamento Energético da Operação de sistemas hidrotérmicos de geração é encontrar uma política operativa que forneça energia elétrica ao sistema, em um determinado período de planejamento, com confiabilidade e por um custo mínimo. Isto equivale a determinar um cronograma ótimo de geração para cada usina, a cada intervalo, de modo que o sistema atenda a demanda de forma confiável. Este trabalho faz uso de um dos paradigmas da Computação Evolutiva, as Estratégias Evolutivas (EEs), cuja característica principal é a auto-adaptação dos seus parâmetros durante o processo evolutivo, para a solução do problema de planejamento energético da operação. É feita uma comparação entre as abordagens por EEs e por Programação Não Linear baseada em Fluxo em Redes, para usinas do Sistema Elétrico Brasileiro. As EEs mostraram-se boas ferramentas para apurar a solução fornecida pela programação não linear devido ao elevado poder de exploração do espaço de soluções / Abstract: The objective of the energetic operation planning of hydrothermal generation systems is to find an operation policy that supplies electric energy to the system, during a given planning period, with reliability and by a minimum cost. This is equivalent determining an optimal scheduling of generation for each plant, at each interval, in such a way that the system load is attained with reliability. This work make use of one of the paradigms of Evolutionary Computation, Evolution Strategies (ES), whose main characteristic is the self-adaptation of its parameters during the evolution process, for the solution of the energetic operation planning. A comparison is performed for hydro plants of the Brazilian power system between the ES and the nonlinear network flow approaches. The ES approach turns to be a good tool to improve the solution obtained by the nonlinear programming approach due to its high potential to explore and exploit the solution space / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Secundino Soares Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-08T14:25:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marques_ThyagoCarvalho_D.pdf: 9101920 bytes, checksum: 5cf6202ab737e2bcab996c2704ede5ec (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Este trabalho apresenta uma política para a operação energética do Sistema Nacional (SIN), baseada na representação individualizada das usinas hidrelétricas e termelétricas, na representação detalhada das características de operação dessas usinas, e na representação indireta da estocasticidade das vazões através demodelo de previsão. Essas características diferem a política operativa proposta daquela em vigor no setor elétrico brasileiro, que se baseia na modelagem equivalente de sistemas hidrotérmicos interligados. Diversos estudos de caso são apresentados com o intuito de avaliar o desempenho dessa polÂ'ıtica, desde o caso de sistemas hidrotérmicos simples com uma única usina até o caso completo do SIN sob condições reais. Para esse último caso, um procedimento de ajuste da operação foi implementado para assegurar o atendimento do mercado com as restrições de intercâmbio entre os subsistemas. Análises de sensibilidade foram realizadas em relação a restrições de intercâmbio, inflexibilidade das usinas termelétricas, a importância de algumas usinas hidrelétricas e mercado / Abstract: This work presents an operational policy for the mid term hydrothermal scheduling of the Brazilian Interconnected Power System (BIPS) based on the individual representation of the hydro and thermo power plants, the detailed representation of the plantsâ?¿ features and the indirect representation of the inflow stochasticity through a forecasting model. These characteristics differs the operational policy which is in use nowadays in BIPS, which is based on four interconnected subsystems represented by composite reservoirs. Several case studies are presented to evaluate the performance of the operational policy, from the simple case with a single hydro plant system to the complete case of the whole BIPS under real conditions. For this last case an operational adjustment procedure was implemented to assure the market attendance considering interchange constraints between the subsystems. Sensitivity analyses have been done with respected to interchange, minimum thermal generation, market, importance of hydro plants and system dimension / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Secundino Soares Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-15T02:32:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zambelli_MonicadeSouza_D.pdf: 4122152 bytes, checksum: 3256b0546520645ef065b43111b44374 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O planejamento da operação energética do Sistema Interligado Nacional (SIN) é uma tarefa complexa realizada por meio de uma cadeia de modelos de médio, curto e curtíssimo prazo acoplados entre si, cada um com considerações pertinentes à etapa que aborda. A proposta deste trabalho é apresentar uma alternativa para o planejamento da operação energética de médio prazo. Foi desenvolvida uma metodologia baseada em modelo de controle preditivo, abordando os aspectos estocásticos do problema de forma implícita pela utilização de valores esperados das vazões, e fazendo uso de um modelo determinístico de otimização a usinas individualizadas, que possibilita uma representação mais precisa do sistema hidrotérmico. A análise de desempenho é feita através de simulações da operação, considerando os parques hidrelétrico e termelétrico que compõem o SIN, com restrições operativas reais, em configuração dinâmica, com plano de expansão e a possibilidade de intercâmbio e importação de mercados vizinhos. Os resultados são comparados aos fornecidos pela metodologia em vigor no setor elétrico brasileiro, notadamente o modelo NEWAVE, que determina as decisões de geração por subsistema, e o modelo Suishi-O, que as desagrega por usinas individualizadas / Abstract: The long term hydrothermal scheduling of the Brazilian Integrated System (SIN) is a complex task solved by a chain of long, medium and short term coupled models, each one with considerations pertinent to the stage of operation that it deals with. The proposal of this work is to present an alternative for the long term hydrothermal scheduling. A methodology based on model predictive control was developed, implicitly handling stochastic aspects of the problem by the use of inflows expected values, and making use of a deterministic optimization model to obtain the optimal dispatch for individualized plants, what makes possible a more accurate representation of the hydrothermal system. The performance analysis is made through simulations of the operation, taking into consideration all the hydro and thermal plants that compose the SIN, with real operative constraints, in dynamic configuration, with its expansion plan and the possibility of interchange and importation from neighboring markets. The results are compared with those provided by the approach actually in use by the Brazilian electric sector, specifically the NEWAVE model, which defines the generation decisions for the subsystems, and the Suishi-O model, that disaggregates them for the individualized plants / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-11-03T16:23:01Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Sandra de Cássia Pereira - 2014.pdf: 3364346 bytes, checksum: 10b7ec2e9cae1b670c3709119ce8f966 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-11-03T16:23:40Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Sandra de Cássia Pereira - 2014.pdf: 3364346 bytes, checksum: 10b7ec2e9cae1b670c3709119ce8f966 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-03T16:23:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Sandra de Cássia Pereira - 2014.pdf: 3364346 bytes, checksum: 10b7ec2e9cae1b670c3709119ce8f966 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-01-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In recent years, the perovskite type oxides doped with rare-earth ions has attracted great interest in the research, especially in the field of photoluminescence (PL). This property has always attracted the interest of the scientific community, especially since their discovery room temperature. The present work aims to study the PL property CaTiO3 (CT) doped with rare-earth ions Yb (III) and Tm (III). Samples of CT pure and doped with rare-earth ions, Ca1-(x+y)YbxTmyTiO3 (x and y = 0, 0,01, 0,0075, 0,005, ou 0,0025 ), were obtained by co-precipitation method and processing using hydrothermal system assisted by microwave , which was used to be a relatively new, promising little used method of processing. The samples were characterized by different techniques, the X-ray diffraction confirmed to obtain a single phase material of orthorhombic perovskite type structure, confirming that the hydrothermal synthesis method is effective in the samples of interest in shorter periods of time. Ultraviolet-visible absorption spectroscopy, allowed calculation of the "gap" optic, confirming the presence of intermediate levels between the valence band and the conduction in the doped samples. The characterization by SEM and EDX confirmed, respectively, obtaining approximately cubic particles and exclusive presence of the cations of interest. PL results show that the doping of CT formation leads of defects to high and low energy in the samples. The highest FL intensity occurs when the doping is performed in proportion to the doping. / Nos últimos anos, óxidos do tipo perovsquita dopados com íons terras-raras tem atraído grande interesse na pesquisa, principalmente no campo da fotoluminescência (FL). Essa propriedade sempre atraiu o interesse da comunidade científica, principalmente a partir de sua descoberta a temperatura ambiente. O presente trabalho tem como objetivo estudar a propriedade FL do CaTiO3 (CT) dopado com os íons terras-raras Yb(III) e Tm (III). Amostras do CT puro e dopadas com os íons terras-raras, Ca1-(x+y)YbxTmyTiO3 (x e y =0, 0,01, 0,0075, 0,005, ou 0,0025), foram obtidas pelo método de coprecipitação e processadas utilizando o sistema hidrotérmico assistido por micro-ondas, que foi utilizado por ser um método de processamento relativamente novo, bastante promissor e ainda pouco utilizado. As amostras obtidas foram caracterizadas por diferentes técnicas, a difração de raios X confirmou a obtenção de materiais monofásicos com estrutura perovsquita do tipo ortorrômbica, comprovando que o método hidrotérmico é eficiente na síntese das amostras de interesse em curtos períodos de tempo. A espectroscopia de absorção UV-Visível permitiu o cálculo do “gap” óptico, comprovando a presença de níveis intermediários entre a banda de valência e a de condução nas amostras dopadas. A caracterização por MEV e por EDS comprovou, respectivamente, a obtenção de partículas aproximadamente cubicas e a presença exclusiva dos cátions de interesse. Os resultados de FL mostram que a dopagem do CT leva a formação de defeitos de alta e baixa energia nas amostras. E a maior intensidade FL ocorre quando a dopagem é realizada na mesma proporção dos dopantes.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:53:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Romel Jimenez.pdf: 804071 bytes, checksum: 8f161d1f48519af0d6ee9068f4876a93 (MD5) Previous issue date: 2007-02-26 / In this work a methodology based on linear programming for long-term hydrothermal scheduling of electric power systems is proposed. The objective of the hydrothermal scheduling is to find an optimal operation for a specific time interval and with high reliability and minimum cost. That is equivalent to determine an optimal generation scheduling for the power plants and for each time interval considered, in order to the power system satisfies the forecasted demand. Linear models of the power system components are adopted, and with the option to solve systems with multiple reservoirs and buses. It was implemented a computer program using MATLAB platform for application to small test power systems and configurations of real-size systems such as the interconnected Peruvian System and the Brazilian South-Souheast System. For the solution of the linear optimization problem was used the interior points method. From the analysis of the test systems results is concluded that the linear model may capture adequately the relevant characteristics of the real power system and it may be eficient and precise such as the detailed model. / Neste trabalho é proposta uma metodologia baseada em programação linear para a solução da coordenação hidrotérmica de longo prazo de sistemas de energia elétrica. O objetivo da coordenação hidrotérmica é encontrar uma política de operação ótima em um determinado período de tempo, com alta confiabilidade e custo mínimo. Isto equivale a determinar um cronograma ótimo de geração para cada usina, a cada intervalo de tempo, de modo que o sistema atenda a demanda prevista. Adotam-se modelos lineares dos componentes do sistema de potência, com a opção de resolver sistemas com múltiplos reservatórios e múltiplas barras. Foi implementado um programa computacional em MATLAB para a solução de sistemas teste de pequeno porte e configurações de sistemas de potência reais tal como o Sistema Interligado Peruano e o Sistema Brasileiro da Bacia Sul-Sudeste. Para a solução do problema de otimização linear foi utilizado o método de pontos interiores. Da análise dos resultados com os sistemas teste conclui-se que o modelo linear pode capturar adequadamente as características relevantes do sistema real e pode ser tão eficiente e preciso quanto o modelo detalhado.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-08-16T11:47:56Z No. of bitstreams: 1 FABIANA MEDEIROS DO NASCIMENTO SILVA - TESE (PPGEQ) 2017.pdf: 6622967 bytes, checksum: bfed827814b744a5e9e9e565d28f0682 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-16T11:47:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FABIANA MEDEIROS DO NASCIMENTO SILVA - TESE (PPGEQ) 2017.pdf: 6622967 bytes, checksum: bfed827814b744a5e9e9e565d28f0682 (MD5) Previous issue date: 2017 / Capes / O presente trabalho tem como objetivo geral sintetizar as membranas zeolíticas (Mordenita/α-alumina), utilizando os métodos de síntese hidrotérmica, crescimento secundário: dip-coating e transporte em fase vapor, para serem avaliadas no processo de separação emulsão óleo/água. Dentro deste contexto foram avaliados alguns parâmetros, destacando-se, a influência do tempo de cristalização na síntese da zeólita mordenita, a influência do precursor (sulfato de alumínio e gibsita) na síntese da membrana zeolítica, influência dos métodos de síntese das membranas zeolíticas e os testes de permeação de água e o processo de separação emulsão óleo/água. A síntese da zeólita mordenita foi realizada utilizando o método hidrotérmico a 170°C, com tempos de cristalização de 24, 36, 48, 72, 96 e 120 horas, a fim de avaliar a cristalinidade da zeólita, e selecionar o melhor tempo para a síntese das membranas zeolíticas. Os suportes cerâmicos α-alumina foram preparados a partir da decomposição dos precursores sulfato de alumínio a 1000°C e gibsita a 1200ºC por 2 horas, e conformados, compactados e sinterizados a 1300ºC por 2h, e então submetidos às técnicas de caracterização: Difratometria de raios X (DRX), Adsorção Física de Nitrogênio, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Fluorescência de raios X por Energia Dispersiva (FRX-ED) e Termogravimétrica/Térmica Diferencial (TG/DTA). As membranas zeolíticas foram sintetizadas pelos métodos de síntese hidrotérmica, crescimento secundário: dip-coating e transporte em fase vapor a 170°C por 72h e caracterizadas por DRX e MEV. Os suportes cerâmicos e as membranas zeolíticas foram avaliadas em testes de permeação de água e no sistema de separação emulsão óleo/água de um efluente sintético, utilizando um processo de separação por membrana (PSM). Os ensaios foram realizados nas condições de concentração inicial da emulsão 100 mg.L-1, temperatura de 25 °C e pressão de 2,5 bar, permitindo avaliar a permeabilidade e a seletividade a partir da variação da concentração do permeado em (mg.L-1) e da percentagem de rejeição ao óleo (%R). A partir dos resultados obtidos para a síntese dos materiais, pode-se observar a efetiva formação da zeólita mordenita em fase pura e cristalina. Os precursores foram decompostos de maneira satisfatória obtendo a fase α-alumina. A manutenção da fase α-alumina pós-produção dos suportes cerâmicos foi confirmada após caracterização. De acordo com os resultados exibidos pelas análises de DRX e MEV as membranas zeolíticas MZMOR/α-alumina apresentaram uma distribuição homogênea e uniforme dos cristais zeolíticos correspondentes à fase mordenita, sem a presença de impurezas, livres de defeitos e sem fissuras, confirmando a formação da estrutura da membrana zeolítica pelos três métodos de síntese, utilizados neste trabalho. A zeólita mordenita se mostrou excelente em relação à adesão e formação da camada zeolítica sobre o suporte cerâmico α-alumina. A partir da avaliação da permeabilidade e seletividade nos testes de separação da emulsão óleo/água, pode-se concluir que a inserção da zeólita mordenita aos suportes cerâmicos melhorou o processo de separação da emulsão óleo/água. Em termos de eficiência no processo de separação, considera-se que a membrana zeolítica MZMOR/α – Al2O3 (SHGB) foi a que apresentou melhor relação entre fluxo e capacidade seletiva, mostrando a eficácia da utilização das membranas zeolíticas. Todas as membranas zeolíticas sintetizadas e avaliadas mostraram-se promissoras. / The objective of the present work is to synthesize zeolite membranes (Mordenite/α-alumina) using hydrothermal synthesis, secondary growth: dip-coating and vapor-phase transport, to be evaluated in the oil/water emulsion separation process. The influence of the crystallization time on the synthesis of the mordenite zeolite, the influence of the precursor (aluminum sulphate and gibsite) on the synthesis of the zeolite membrane, influence of the synthesis methods of the zeolite membranes and the water permeation tests and the oil/water emulsion separation process. The synthesis of the mordenite zeolite was performed using the hydrothermal method at 170°C, with crystallization times of 24, 36, 48, 72, 96 and 120 hours, in order to evaluate the crystallinity of the zeolite, and to select the best time for the synthesis of zeolite membranes. The α-alumina ceramic supports were prepared from the decomposition of the aluminum sulfate precursors at 1000°C and gibsite at 1200°C for 2 hours, and conformed, compacted and sintered at 1300°C for 2h, and then submitted to the characterization techniques: (XRD), Nitrogen Physical Adsorption, Scanning Electron Microscopy (SEM), X-ray Fluorescence Spectroscopy (FRX-ED) and Thermogravimetric/Differential Thermal (TG/DTA). The zeolite membranes were synthesized by hydrothermal synthesis, secondary growth: dip-coating and vapor-phase transport at 170°C for 72 hours and characterized by XRD and SEM. Ceramic supports and zeolite membranes were evaluated in water permeation tests and in the oil/water emulsion separation system of a synthetic effluent using a membrane separation process. The tests were carried out under the conditions of initial concentration of the emulsion 100 mg.L-1, temperature of 25°C and pressure of 2,5 bar, allowing to evaluate the permeability and the selectivity from the variation of the permeate concentration in (mg. L-1) and the percentage of oil rejection (% R). From the results obtained for the synthesis of the materials, it is possible to observe the effective formation of zeolite mordenite in pure and crystalline phase. The precursors were satisfactorily decomposed to give the α-alumina phase. The maintenance of the post-production α-alumina phase of the ceramic supports was confirmed after characterization. The MZMOR/α-alumina zeolite membranes presented a homogeneous and uniform distribution of the zeolite crystals corresponding to the mordenite phase, without the presence of impurities, free of defects and without cracks, confirming the formation of the structure of the zeolite membrane by the three methods of synthesis, used in this work. The mordenite zeolite showed excellent adhesion and formation of the zeolitic layer on the ceramic support α-alumina. From the evaluation of the permeability and selectivity in the oil/water emulsion separation tests, it can be concluded that the insertion of the mordenite zeolite to the ceramic supports improved the separation process of the oil/water emulsion. In terms of efficiency in the separation process, the zeolite membrane MZMOR/α-Al2O3(SHGB) was considered to have the best relationship between flow and selectivity, showing the efficacy of zeolite membranes. All zeolite membranes synthesized and evaluated were promising.