Orientador: Carlos Alberto Luengo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-23T16:04:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bezzon_Guilherme_D.pdf: 9612903 bytes, checksum: 5290e4244ec81545fd94aac72b915276 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Em um contexto de discussões de problemas ambientais gerados pela utilização em larga escala de combustíveis fósseis, a biomassa aparece como um atrativo recurso energético que, através de um uso racional e sustentável, pode contribuir significativamente para o controle das condições ambientais a nível global e localizado. Um dos principais combustíveis derivados de biomassa, o carvão vegetal, é produzido atualmente por tecnologias de baixa eficiência, que resultam em uma exploração indiscriminada de florestas nativas. O reflorestamento e o uso de tecnologias mais eficientes na produção do carvão vegetal são alternativas que proporcionam um melhor aproveitamento do potencial energético disponível na biomassa. Um aumento do valor agregado do carvão vegetal pode ser obtido através da modificação de sua estrutura por meio de uma oxidação controlada, dando origem ao carvão ativado, um material com propriedades adsortivas, que são aplicadas para a separação de compostos indesejáveis, purificação e remoção de poluentes em líquidos e gases. O aumento do rendimento de produção de carvão vegetal e carvão ativado, a partir de biomassa, foi obtido através do desenvolvimento de uma tecnologia, baseada na pirólise controlada a pressões superiores à atmosférica e posterior ativação do carvão vegetal resultante, utilizando oxigênio como agente ativante. Essa tecnologia foi avaliada através de ensaios experimentais e do desenvolvimento de um modelo matemático do processo de ativação. Esses ensaios foram realizados utilizando equipamentos e a estruturado Grupo CombustíveisAlternativos- UNICAMP e do "Hawaii Natural Energy Institute- University of Hawaii". A pirólise de biomassa a pressões superiores à atmosférica proporcionou altos rendimentos de carvão vegetal, com propriedades semelhantes aos carvões comerciais, enquanto que o processo de ativação resultou em altos rendimentos de carvões ativados, com médias propriedades adsortivas. A aplicação dessas tecnologias abre caminho para novos mercados e a possibilidade de um uso racional dos recursos de biomassa, criando-se, dessa forma, uma competitividade frente aos derivados de origem fóssil / Abstract: An alternative way for reducing environmental problems generated by the largescale use of fossil fuels is the rational and sustainable use of biomass, a renewable energy source, which can contribute for controlling regional and global environment conditions. Charcoal is an important solid fuel derived from biomass, which is usually produced by low efficiency technologies, resulting in native forestry exploitation. The reforestation and the use of more efficient technologies for charcoal making, are alternatives for a better use of the available energy potential in biomass. A gain in charcoal commercial value can be achieved by the modification of its internal structure through a controlled oxidation, which originates activated carbon, a material with special adsorptive properties, used for separation, purification, and pollutants remotion, in liquid and gas phases. Higher yields in the production of charcoal and activated carbon from biomass were achieved, through the development of a new technology based on the controlled pyrolysis at elevated pressures and further activation of the remaining charcoal, using oxygen as activating agent. This technology was evaluated by an experimental analysis and a numerical model of the activation process. Experimental tests were conducted, using the structure and equipments of the "Grupo Combustíveis Alternativos- UNICAMP" and the Hawaii Natural Energy Institute - University of Hawaii. The biomass pyrolysis at elevated pressures resulted in high yields of charcoal with good commercial properties, while the activation process resulted in high yietds of activated carbon with medium adsorptive characteristics. These technologies can open the possibility of new markets, with a rational use of the biomass resources, and fmally, introduce a feasible alternative for fossil fuels, reducing environmental problems / Doutorado / Planejamento de Sistemas Energeticos / Planejamento de Sistemas Energeticos

Orientador: Waldir Antônio Bizzo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2017-04-03T01:12:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ribeiro, Luiz Augusto Badan_M.pdf: 4478473 bytes, checksum: a425389246e4ed6e2d7a432a954b41e1 (MD5) Previous issue date: 2015 / Made available in DSpace on 2017-07-11T19:44:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ribeiro_LuizAugustoBadan_M.pdf: 4478473 bytes, checksum: a425389246e4ed6e2d7a432a954b41e1 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Este trabalho tem como foco principal o aproveitamento de um resíduo largamente produzido na indústria de papel e celulose, a serragem de eucalipto, e seu processamento para ser transformado em um líquido (bio-óleo) com potencial combustível. Para alcançar este objetivo, a serragem de eucalipto (biomassa) foi submetida à pirólise rápida em reator de leito fluidizado. Tal processo permitiu dividir o bio-óleo em duas frações com características distintas (bio-óleo leve e pesado) e por meio de misturas de ambas as frações com etanol procurou-se o melhoramento de suas características combustíveis. Foram realizadas sete misturas com diferentes proporções de seus componentes sendo analisadas nos seguintes aspectos: poder calorífico, viscosidade, acidez, teor de água, teor de sólidos, ponto de fulgor, ponto de fluidez, densidade e composição. Os valores encontrados para tais variáveis foram comparados por limites estabelecidos por normas vigentes, em especial a da ANP (Agência Nacional do Petróleo) que versa sobre óleo combustível e, com exceção do ponto de fulgor, as demais propriedades atenderam às exigências da norma. Outro fato que foi observado foi o chamado envelhecimento das misturas, pois o bio-óleo, devido à sua natureza altamente heterogênea, sofre a influência de uma série de reações que alteram suas propriedades com o passar do tempo. Tais mudanças incluíram o aumento da viscosidade e do poder calorífico e a diminuição do teor de água e da acidez. Assim, ficou estabelecido que as misturas são mais viáveis de serem aproveitadas até três meses depois do processo de pirólise / Abstract: This work focuses primarily on the utilization of a waste widely produced in pulp and paper industry, eucalyptus sawdust, and its processing to be transformed into a liquid (bio-oil) which can be used as a fuel. To accomplish this, the eucalyptus sawdust (biomass) was submitted to fast pyrolysis in fluidized bed reactor. This process allowed to split the bio-oil in two fractions with different characteristics (light and heavy bio-oil) and by mixtures of both fractions with ethanol sought to improve their fuel characteristics. Seven mixtures were made with different proportions of the components and they were analyzed in the following aspects: heating value, viscosity, acidity, water content, solids content, flash point, pour point, density and composition. The values found for these variables were compared by limits established by current norms, particularly the ANP (National Petroleum Agency) which deals with fuel oil and, except for the flash point, the remaining properties met the requirements of the standard. Another factor which was observed was the aging of mixtures, because bio-oil, due to its highly heterogeneous nature, is influenced by a number of reactions that alter its properties over time. Such changes include the increase of the viscosity and the calorific value and the decrease of the water content and acidity. Thus, it was established that the mixtures are more viable to be exploited until three months after the pyrolysis process / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Caio Glauco Sanchez / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-13T05:14:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Figueiredo_FlavioAugustoBueno_D.pdf: 4083626 bytes, checksum: 203f07dd538191c353f5988fc849f84e (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Os processos de gaseificação e pirólise sofrem grande influência do tipo de biomassa que está sendo utilizada propiciando variações na distribuição dos produtos (alcatrão, cinzas, água, gás). No processo de gaseificação é obtido, principalmente, um gás combustível que pode variar seu poder calorífico de acordo com as temperaturas e agentes gaseificantes utilizados. A biomassa utilizada neste trabalho é a casca de castanha de caju proveniente da região nordeste do Brasil. Nesta região existem 23 grandes fábricas e aproximadamente 120 minifábricas de beneficiamento de castanha de caju. Essas fábricas geram grande quantidade de cascas que podem ser utilizadas como combustível. Através da conversão térmica da biomassa nos processos de gaseificação e pirólise foi quantificada a produção de resíduo carbonoso, alcatrão, água e gás variando a taxa de aquecimento, a temperatura final e o agente gaseificante (vapor de água, ar sintético ou nitrogênio). Foi verificado que a utilização de vapor de água (1,21 g/min) propicia a geração de um gás de síntese com grande quantidade de hidrogênio (0,99 g) e dióxido de carbono (12,06 g) e para a produção de gás combustível a pirólise com nitrogênio sem a presença de vapor apresenta um gás combustível com poder calorífico mais alto (13056 kJ/m3). / Abstract: Gasification and pyrolysis processes depend on biomass type used providing variations in the distribution of products (tar, ash, water, gas). In the gasification process is achieved mainly a fuel gas which can vary its calorific value according to the temperatures and gasifying agents used. The biomass used in this work is the shell of cashew nuts from the northeast region of Brazil. In this region there are 23 large factories and approximately 120 mini treaters of cashew nuts. These plants generate large quantities of shells that can be used as fuel. Through the thermal conversion processes of biomass gasification and pyrolysis was quantified the production of carbonaceous wastes, tar, water and gas by varying the heating rate, temperature final and gasifying agent (steam, nitrogen or synthetic air). It was found that the use of water vapor (1,21g/min) promotes the generation of a synthesis gas with large quantities of hydrogen (0,99 g) and carbon dioxide (12,06 g) and to produce a pyrolysis fuel gas with nitrogen without the presence of steam shows a fuel gas with heating value higher (13056 kJ/m3). / Doutorado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Caio Glauco Sanchez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-13T18:26:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_FabioNascimentoda_M.pdf: 13157532 bytes, checksum: a38511af5177cdc18e57a550ec41bfe5 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O objetivo do presente trabalho consiste em avaliar a degradação térmica de poliamida-12 obtida como resíduo de processos de prototipagem rápida por via pirolítica para obtenção de produtos líquidos e gasosos que possam ser usados como insumos e para a geração de energia em indústrias. Foram utilizadas diferentes configurações no leito fluidizado, alterando parâmetros de temperatura, velocidade de fluidização e altura do leito de inerte. A poliamida-12 é utilizada em máquinas de prototipagem rápida para confecção de moldes e peças. Após cerca de 250 horas de utilização, o material perde suas características originais sendo, então, descartado. O descarte da poliamida é feito armazenando o material em tambores até que seja elaborada uma solução alternativa. O estudo da pirólise de poliamida-12 apontou que o material é convertido em gás e produto líquido, não sendo gerado resíduo sólido após o processo. O gás gerado possui concentrações consideráveis de H2 e N2. Foi demonstrado que baixas velocidades de fluidização e elevadas temperaturas favorecem a formação de gás, contudo, a altura do leito fixo não influenciou de maneira significativa os resultados. O estudo comprova a aplicabilidade da reciclagem de PA-12 por processos de pirólise, gerando basicamente gás de síntese. Palavras Chave: Poliamida-12, pirólise, reciclagem, pirólise de polímeros / Abstract: The aim of this work is to evaluate the thermal degradation by pyrolysis of polyamide-12 obtained as residue from rapid prototyping processes for generation of liquids and gaseous products that should be used as supplies and to energy generation on industries. Were utilized different bed's configurations, changing parameters as temperature, fluidization air speed and inert bed's height. The polyamide-12 is utilized in rapid prototyping machines for the confection of moulds and pieces. After about 250 hours of utilization, the material loses it original characteristics and it is discarded. The discard of used polyamide has been done by saving the material in gallons until another way be elaborated. The study of pyrolysis of polyamide-12 shown the material conversion into gas and liquid product, without production of solid waste after the process. The gas has considerable concentrations of H2 and N2. It was demonstrated that low fluidized gas speed and high temperatures increases the gas formation, however, the fixed bed height did not have several influence in the results. This study confirms the applicability of PA-12 recycling by pyrolysis processes, generating synthesis gas. Key Words: Polyamide-12, pyrolysis, recycling, polymers pyrolysis / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Maria Regina Wolf Maciel, Henry França Meier, Antonio Andre Chivanga Barros / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-08T19:43:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Wiggers_VinicyusRodolfo_D.pdf: 8765117 bytes, checksum: 4f3088b3ee50ec116b65b9bb63658c4a (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A necessidade de diversificação e gradual substituição das atuais fontes de energia demandam o estudo e desenvolvimento de tecnologias alternativas que sejam capazes de substituir os combustíveis fósseis e minimizar os impactos ambientais causados por esses. Nesse sentido, a biomassa apresenta-se como alternativa tecnológica dada sua potencial capacidade de produção de combustíveis líquidos e gasosos capazes de substituírem o petróleo. Devido aos fatores econômicos e ambientais a utilização de óleos vegetais e gorduras residuais constituem-se numa importante fonte de matéria-prima e objeto de investigação científica presente nesse trabalho, em nível de doutorado. Uma unidade em escala de bancada, com capacidade de produção de até l0 kg/h, foi projetada, construída e utilizada para a execução de experimentos com óleo de soja degomado e óleo de fritura, com o intuito de se avaliar, tecnicamente, a possibilidade de produção de biocombustíveis. Os experimentos seguiram um planejamento experimental variando-se parâmetros de processo e os produtos gerados foram submetidos tanto à análise química por técnicas de cromatografia para determinação da composição em termos de números de carbonos, do poder calorífico superior quanto a procedimentos de determinação das características de destilação dos produtos. Os resultados obtidos com a análise dos produtos possibilitam a produção de biocombustíveis com características similares à,s da gasolina e do diesel, derivados de petróleo. / Abstract: The neeessity of diversifieating and substituting the aetual energy' s sourees leads to studies and altemative teehnology developments able to substitute the fossil fuels and reduee the environment impaets. In this way, the biomass appears as a potential altemative souree of solids, gases and liquids fuels able to substitute the petroleum. Due to environrnental and eeonomie faets, the use of vegetable oils and waste fatty acids are an important souree of feedstoek and the scientifie study of this work. A beneh se ale unit, with 10 kglh eapacity, was projeeted, built and used to experiments runs with soybean oil and eooking oil to investigate the teehnieal possibility of produetion of biofuels. The experiments were done following an experimental plan by ehanging proeess parameters and the products were ehemieal analyzed by ehromatography to determine the eomposition in terms of earbón numbers and heat power. A methodology to determine the distillation eharaeteristics of the produets leads to the possibility of produetion of biofuels like the fuels from petroleum. / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientadores: Antonio Carlos Luz Lisboa, Aparecido dos Reis Coutinho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-11T16:07:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rombaldo_CarlaFabianaScatolim_M.pdf: 1092178 bytes, checksum: 2ec2370722d5936a064b2409f70c6bc8 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A recente preocupação com o meio ambiente tornou o pneu usado em um resíduo problemático para a sociedade. Várias são as alternativas para minimizar o número de pneus usados dispostos no meio ambiente, mas ainda não há soluções definitivas. Os pneus usados são difíceis de serem armazenados, ocupando grandes espaços. Para ser possível depositá-los em aterros, os pneus devem ser desintegrados, o que incide em custos e, embora minimize o volume ocupado, não resolve a questão da ocupação do espaço. Por outro lado, quando os pneus usados são descartados desordenadamente, tornam-se locais ideais para proliferação de insetos, diversos vetores de transmissão de doenças, além disso, oferecem risco de incêndio. O presente trabalho teve como objetivo investigar a pirólise para a borracha de pneu usado, visando a obtenção de carvão ativado (CA) a partir da fração sólida da pirólise, e a obtenção de óleo combustível como produtos que apresentam valor agregado. Para o processo de ativação física da fração sólida resultante da pirólise, alguns parâmetros de processo foram investigados, tais como: taxa de aquecimento, temperatura e tempo de ativação, natureza e fluxo do gás ativante. A ativação física do carvão (resíduo sólido da pirólise) apresentou resultados satisfatórios, pois foi obtido CA com área superficial específica de 200 m2.g-1 e rendimento médio de 39%. Para a obtenção do óleo combustível os parâmetros investigados foram: temperatura, taxa de aquecimento e pressão do reator. O óleo combustível obtido a vácuo apresentou poder calorífico de 9704 kcal.kg-1 e teor de enxofre da ordem de 1,40 % (em massa), e somente 0,21 % (vol.) de água, o que o caracteriza como um óleo combustível tipo A (ANP 80/99, de 30/4/1999). Já o óleo obtido em pressão atmosférica pode ser considerado um óleo combustível tipo B (ANP 80/99, de 30/4/1999), pois apresentou teor de enxofre da ordem de 0,93 % (em massa) e poder calorífico de 9824 kcal.kg-1. Todas essas características indicam que a fração líquida da pirólise da borracha de pneu pode ser usada como óleo combustível / Abstract: The current concern with the environment has spawned rising worries about scrap tyres, which have turned an awkward residue. Several alternatives have been proposed to deal with the problem, yet no one has proved to be definitive. Scrap tyres are difficult to be stored, usually demanding large areas. To be dumped in landfills they must first be chopped, which increases cost. When inadequately dumped they offer perfect environments for mosquitoes breeding, which may impose health hazards. The objective of this investigation was to assess the pyrolysis of tyres in order to produce fuel oil (liquid fraction), fuel gas (gas fraction) and a solid residue used as feedstock for activated coal (AC) production. For the physical activation of the solid residue, several operating conditions were investigated: heating rate, activation temperature, activation time, quality and flow of the activating gas. The activation process yield was 39 % and the AC specific surface area was 200 m2.g-1. The pyrolysis process variables investigated were: temperature, heating rate and pressure. The fuel oil obtained under vacuum presents heating value of 9704 kcal kg-1 and sulphur content of 1.40 %, which places it under the category of type A fuel oil , according to ANP 80/99. The fuel oil produced at atmospheric pressure was classified as type B, with heating value of 9824 kcal kg-1 and sulphur content of 0.93 %. The oil characteristics indicate that they can be consumed as fuel oil / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

A pirólise de aerossóis ou spray pirólise (SP, do inglês Spray Pyrolysis) é uma importante metodologia para a obtenção de luminóforos e diferentes matrizes sólidas em dimensões nano a micrométricas, desde a escala laboratorial ao nível industrial. O arranjo experimental permite o ajuste de uma ampla faixa das temperaturas de pirólise (100 a 1000 °C), possibilitando que sistemas de interesse sejam obtidos em uma única etapa. Contudo, não existe um controle eficiente do ambiente de coordenação do íon emissor e a simetria deste será consequência do ambiente imposto pela estrutura cristalina ou amorfa da matriz sólida final. O tratamento térmico rápido, característico desta metodologia, pode dificultar a total cristalização de determinadas fases e, sendo assim, uma heterogeneidade nos sítios de simetria será obtida. Este trabalho tem como objetivos estudar as propriedades luminescentes de aluminatos dopados com íons terras raras. E nesse sentido, propuseram-se inicialmente metodologias para a obtenção de diferentes matrizes inorgânicas por SP visando o estudo do sítio de coordenação de íons lantanídeos. Num primeiro momento, foi proposto a metodologia para a obtenção de matrizes inorgânicas por SP mantendo a estrutura do sítio de coordenação de íons lantanídeos. Nesta estratégia foi escolhido um meio inorgânico estável, protegendo os íons terras raras ativos de perturbações externas, estável tanto do ponto de vista químico e térmico durante o processo de pirólise, YVO4:Eu3+ foi o escolhido por possuir sítios de simetria bem definidos e por ser um composto de grande interesse tecnológico. Ainda dentro dos objetivos, estudou a síntese de aluminatos dopados com íons ítrio visando à formação de sistemas compósitos (-Al2O3 / YAG). Os compostos foram primeiro obtidos pela co-dopagem com íons Eu3+ visando um estudo estrutural, e posteriormente, sistemas contendo Itérbio/Érbio e Itérbio/Túlio foram preparados, visto que são escassos os trabalhos que descrevem a síntese de partículas com propriedades de conversão ascendente de energia pela metodologia de pirólise de aerossol. A fase YAG foi obtida para diferentes proporções de Y3+/Al3+, porém também foi obtido a fase meta estável YAlO3 (YAH) em uma única etapa, sendo que essa fase é reportada na literatura como de difícil obtenção. Os compostos obtidos foram caracterizados principalmente por espectroscopia de fotoluminescência (espectros de emissão/excitação e tempos de vida), espectroscopia vibracional, Difratometria de raios X de pó, microscopia eletrônica e análise térmica / Spray Pyrolysis (SP) is an important methodology to obtain phosphors and different solid matrices in a nano-to-micrometric dimension, ranging from the laboratory scale up to the industrial level. The experimental arrangement allows the adjustment of a wide range of pyrolysis temperatures (100 up to 1000 ° C), which allows the system of interest obtention in a single step. However, there is no efficient control concerning the emitter ion coordination environment, and its symmetry will be a consequence of the environment imposed by the resultant solid matrix crystalline or amorphous structure. The rapid thermal treatment, which is the main characteristic of this methodology, it might hinder the total crystallization of certain phases and, thus, heterogeneity in the symmetry sites will be obtained. This study aims to study the luminescent properties of aluminates doped with Rare Earth (RE) ions. Under this perspective, several methodologies have been initially proposed in order to obtain different inorganic matrices using SP to study lanthanides coordination sites. At first, the methodology for obtaining inorganic matrices through SP maintaining the structure of the lanthanide ion coordination site was proposed. In this strategy, a stable (both chemically and thermally) inorganic medium was chosen, protecting the active rare earth ions from external perturbations during the pyrolysis process. YVO4:Eu3+ was selected for presenting well-defined symmetry sites and for its wide technological appeal. Moreover, the synthesis of aluminates doped with yttrium ions to form composite systems (-Al2O3 / YAG) has been carried out. The compounds were first obtained by co-doping with Eu3+ ions for a structural study. Subsequently systems containing Ytterbium / Erbium and Ytterbium / Yttrium were prepared, since there is a lack of description of these systems in the literature when its considered the synthesis of particles with energy upward conversion properties by aerosol pyrolysis methodology. The YAG phase was obtained using different proportions of Y3+/Al3+, but the stable YAlO3 (YAH) phase was also attained in a single step, even being reported as difficult to achieve in the literature. The compounds synthesized were characterized mainly by photoluminescence spectroscopy (emission/excitation spectra and lifetimes), vibrational spectroscopy, powder X-ray diffraction, electron microscopy and thermal analysis

Dois milhões de toneladas por ano de resíduos plásticos são gerados no Brasil. Apenas 16,5% em massa deste resíduo plástico são mecanicamente reciclados, a maior parte restante é levada a aterros ou lixões. Todo este material poderia ser incinerado e, desta forma reduzir em até 90% a massa do volume aterrado, e seu conteúdo energético seria usado para gerar vapor ou energia. Esta investigação foi feita sobre os produtos de combustão incompleta emitidos da pirólise e combustão em estado estacionário do polietileno e poliestireno em um forno vertical de dois estágios, eletricamente aquecido. Separadamente, os polímeros na forma pulverizada foram pirolisados em temperatura constante de 1000°C e, depois da mistura com N2/O2, os produtos de pirólise foram queimados a 900, 1000 e 1100°C. Os testes foram conduzidos com 21% de O2 em volume no forno de oxidação. Diferentes razões de combustível e ar foram usadas no forno de combustão, pela variação da taxa de alimentação de polímero no forno de pirólise. A motivação para a combustão indireta de PE e PS foi obter a combustão nominalmente pré-misturada dos gases de pirólise com ar, assim, obtendo menores emissões dos produtos de combustão incompleta comparativamente à combustão direta do polímero sólido. Este trabalho examinou os efeitos da temperatura de combustão e a razão equivalente de ar e combustível. Os efluentes da pirólise e combustão foram analisados, e as emissões de CO, CO2, O2, hidrocarbonetos leves, hidrocarbonetos policíclicos aromáticos e materiais particulados foram mensurados. Ainda, o material particulado foi caracterizado quanto ao tamanho das partículas. Foi observado que enquanto a quantidade de gás de pirólise diminuiu com o aumento da taxa de alimentação do polímero, sua composição permaneceu praticamente independente da taxa de alimentação. As emissões de CO2 foram máximas perto da razão equivalente 1, enquanto as emissões de CO aumentaram com o aumento da razão equivalente. As emissões totais de hidrocarbonetos leves e PAH na combustão aumentaram tanto com o aumento da razão equivalente, quanto do aumento da temperatura. A maior parte do material particulado teve o tamanho menor que um micrometro. No geral, as emissões de PAH e material particulado da combustão indireta de PE e PS foram uma ordem de grandeza menor que a emissão correspondente da combustão direta e heterogênea do polímero sólido, obtida em outros trabalhos. Como a pirólise destes polímeros requer uma entrada nominal de calor mínima em relação à quantidade de calor gerada na sua combustão, a implantação desta técnica pode ser vantajosa. / Two millions tons/year of plastic wastes are generated in Brazil. Only 16.5% of this plastic waste is mechanically recycled, the rest is mostly landfilled. All these material could be incinerated, in a way to reduce by 90% the volume of landfilled waste, and use its energy content to supply energy. This investigation was conducted on pollutants emitted from steady-flow pyrolysis and combustion of polyethylene and polystyrene in a two-stage electrically-heated vertical furnace. Separately, the polymers, in pulverized form, were first pyrolyzed at constant temperature of 1000°C and subsequently their pyrolyzates were burned at 900, 1000 and 1100°C, upon mixing with air. Tests were conducted with 21% of O2 and different fuel to air equivalence ratios in the oxidizer furnace, by keeping the flow of gases and changing the feed rate of polymer in the pyrolyzer furnace. The motivation for this indirect combustion of PE and PS was to attain nominally-premixed combustion of the pyrolyzate gases with air, thereby achieving lower pollutant emissions than those from direct combustion of the solid polymer. This work examined the effects of the combustion temperature, as well as of the polymer feed rate and the resulting fuel to air equivalence ratio. The effluents of pyrolysis and combustion were analyzed for fixed gases (CO, CO2, O2), light hydrocarbons, polycyclic aromatic hydrocarbons and particulate matter. It was found that whereas the amount of pyrolysis gas decreased with increasing polymer feed rate, its composition was nearly independent of the feed rate. CO2 emissions peaked at an equivalence ratio near unity, while the CO emissions increased with increasing equivalence ratio. The total light hydrocarbon and PAH emissions of combustion increased both with increasing equivalence ratio and with temperature. The generated particulates were mostly submicronmeter in size. Overall, PAH and soot emissions from indirect burning of PE and PS were an order of magnitude lower than corresponding emissions from direct heterogeneous burning of the solid polymer, obtained elsewhere. As pyrolysis of these polymers requires a nominal heat input that amounts to a diminutive fraction of the heat released during its combustion, implementation of this technique is deemed advantageous.

A crescente necessidade de se obter fontes de energia e materiais mais sustentáveis tem aumentado o interesse em processos baseados na conversão de biomassa. Microalgas são particularmente interessantes por não competirem com alimentos e serem facilmente adaptáveis ao meio de crescimento. Além disso, microalgas podem ser processadas termicamente para geração tanto de biocombustíveis quanto de produtos químicos úteis. Estudos de conversão térmica de microalgas tem aparecido apenas em anos recentes, endereçando principalmente temperaturas entre 350 e 500 ºC. Neste estudo, a pirólise em temperaturas entre 500 e 900 ºC foi avaliada pelo interesse em se obter biocombustíveis e produtos químicos úteis. As classes de compostos obtidos a partir da pirólise isotérmica da microalga da espécie Chlorella vulgaris foram investigadas através de um sistema composto por um pirolisador conectado a um CG/MS. Dentre as classes identificadas, houve uma predominância de compostos aromáticos e nitrogenados, principalmente derivados de proteínas. Além disso, a maioria dos compostos identificados na corrente de produtos voláteis está presente em todas as temperaturas de reação estudadas. Os parâmetros cinéticos de energia de ativação aparente, constante de reação e ordem de reação foram determinados através de três modelos cinéticos conhecidos como K-A-S, Osawa e Freeman-Carroll, a partir de dados termogravimétricos. A energia de ativação determinada para Chlorella apresentou valores entre 60 e 206 kJ/mol, enquanto a ordem de reação teve como resultado valores entre segunda e décima ordem, de acordo com o modelo cinético. / The increasing need to obtain more sustainable sources of energy and raw materials has attracted attention to processes based on biomass conversion. Microalgae are particularly interesting because they do not compete with human food and they are easily adaptable to the growth medium. Besides, microalgae can be thermally processed to produce both biofuels and useful chemicals. Studies on thermal conversion of microalgae have appeared only in recent years, addressing mainly reaction temperatures between 350 and 500 °C. In this study, pyrolysis in temperatures ranging from 500 to 900 ºC have been investigated considering the interest in producing biofuels and useful chemical compounds. The classes of products obtained by isothermal pyrolysis of the Chlorella vulgaris microalgae have been investigated using a pyrolyzer directly connected to a GC/MS system. Among the classes identified, there was a predominance of aromatic and nitrogenous compounds, mainly protein derived compounds. In addition, most products identified in the volatile products stream are present in all reaction temperatures investigated. The kinetic parameters of apparent activation energy, reaction constant and order of reaction were determined through three kinetic models known as K-A-S, Osawa and Freeman-Carroll, calculated from thermogravimetric data. The activation energy for Chlorella presented values within the range of 60 and 206 kJ/mole, while the order of reaction resulted in values between second and tenth order, from the different methods.

Nesse trabalho obtiveram-se membranas de poli(imida) ramifricada com tamanho de poro ajustável usando melamina como agente de ramificação e indutor da formação de poros. Estas poli(imidas) foram sulfonadas usando-se ácido sulfúrico concentrado eficazmente. Finalmente, obtivemos membranas de carbono molecular por pirólise sob atmosfera inerte das poli(imidas) ramificadas. Estas membranas apresentam canais micrométricos paralelos à superfície e uma estrutura assimétrica constituída de uma camada densa filtrante e uma camada com canais micrométricos paralelos à superfície altamente ordenados. A membrana apresentou boa estabilidade química frente ao ataque por radicais hidroxila gerados via reação de Fenton. / In this work was obtained branched poly(imides) with tuned pore size using melamine as branching and pore induction agent. The poly(imides) with were efficiently sulfonated with concentrated sulfuric acid. Finally, the molecular sieve carbon membranes were obtained by pyrolysis under inert atmosphere of the branched poly(imides). These membranes have an asymmetric structure with a dense filtering layer and a porous layer with highly ordered channels standing parallel to the surface. These membranes display good chemical stability toward hydroxyl radical attack produced by Fenton reaction.