Submitted by ALEXANDER ALBERTO RODRIGUEZ GAMBOA null (alexander.r.gamboa@gmail.com) on 2016-05-06T06:12:01Z No. of bitstreams: 1 ALEXANDER ALBERTO RODRIGUEZ GAMBOA D Final.pdf: 2835466 bytes, checksum: 371027696e6cde2bf330e85c69c9370e (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-05-09T18:46:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 gamboa_aar_me_guara.pdf: 2835466 bytes, checksum: 371027696e6cde2bf330e85c69c9370e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-09T18:46:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 gamboa_aar_me_guara.pdf: 2835466 bytes, checksum: 371027696e6cde2bf330e85c69c9370e (MD5) Previous issue date: 2016-03-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente trabalho foi desenvolvido com a finalidade de avaliar a combustão do óleo pirolítico, obtido a partir de pneus inservíveis, tendo sido levadas em consideração as viabilidades energética e ambiental para seu emprego como combustível alternativo, em um processo de combustão convencional. A primeira etapa consistiu em uma revisão da literatura sobre a grande quantidade de pneus inservíveis gerados no mundo e as principais rotas de disposição destes, a fim de ressaltar a relevância do estudo do óleo pirolítico de pneus (OPP) como uma alternativa de solução energética e ambiental. Assim como, verificaram-se suas principais propriedades físico-químicas, que fazem deste, um atrativo combustível alternativo. Posteriormente, foi desenvolvido um modelo de equilíbrio químico utilizando o método de minimização da energia livre de Gibbs para obter uma estimativa da formação e emissão dos principais produtos da combustão do OPP. Neste, foram avaliadas as concentrações dos produtos da combustão da mistura de óleo pirolítico de pneus e óleo diesel, focando-se principalmente na influência promovida pelas emissões de SO2 ao se aumentar a concentração do óleo diesel na mistura. Os testes experimentais foram realizados utilizando uma câmara de combustão de paredes não isoladas, constituída de dois módulos desmontáveis. Foi empregado nestes testes um queimador, no qual foi montado um swirler axial de pás movíveis que permitiu avaliar a influência do ângulo das pás do swirler sobre as concentrações dos produtos da combustão (CO, CO2, NOx e O2). Um problema crucial foi a elevada formação e deposição de material particulado, o que conduziu os experimentos a algumas paradas durante os testes, devido ao entupimento reiterativo do bico injetor e do filtro do compressor, utilizado na exaustão. Os resultados evidenciaram a viabilidade do uso do OPP como combustível alternativo, utilizando-se apenas um atomizador comercial tipo pressure swirl para sua atomização. A chama ficou estável para valores de razão de equivalência abaixo de 0,92. Além disso, as emissões de CO, CO2 e NOx foram comparáveis com aquelas obtidas por outros pesquisadores que queimaram óleo diesel. / This study was conducted in order to evaluate the combustion of pyrolytic oil derived from waste tires, for which the energy and environmental feasibility of its use as an alternative fuel in a conventional combustion process were considered. The first stage consisted in a review of literature about the large amount of waste tires generated in the world and the main disposal routes of them, to highlight the relevance of the study of tyre pyrolytic oil (TPO) as an alternative energy and environmental solution. Also, its main physico-chemical properties that make it an attractive alternative fuel was verified. After that, a chemical equilibrium model using the Gibbs free energy minimization method to obtain an estimate of the formation and emission from the main combustion products of TPO was developed. At this, the concentrations of the combustion products of the blend between tyre pyrolytic oil and diesel fuel were assessed mainly focused on the promoted influence by SO2 emissions with the increase of diesel fuel in the mixture. The experiments were carried out using a combustion chamber of non-isolated walls that consisted of two removable modules. A burner was used in the experiments, which was mounted an axial swirler of movable blades that allowed to assess the influence of the swirler blades angle on concentrations of combustion products (CO, CO2, NOx and O2). A crucial issue was the elevated formation and deposition of particulate matter, which led the experiments a few stops during the tests, due to reiterative clogging the nozzle and compressor filter used in the exhaust. The results showed the viability of the TPO's use as an alternative fuel, using only a commercial type atomizer pressure swirl for its atomization. The flame was stable for the equivalence ratio values below 0.92. Furthermore, emissions of CO, CO2 and NOx were comparable with those obtained by other researchers who burned diesel fuel.

M. Tech (Department of Chemistry, Faculty of Applied and Computer Sciences) Vaal University of Technology. / The presence of tires in open fields, households and landfills is a great threat to the wellbeing of the ecosystem around them. Tire creates an ideal breeding ground for disease carrying vermins and their possible ignition threatens the surrounding air quality due to the harmful gases produced during combustion. Pyrolysis of tires produces four valuable products namely; char, steel, tire pyrolytic oil (TPO) and noncondensable gases. TPO has been reported to have similar properties to commercial diesel fuel. The biggest challenge faced by TPO to be used directly in combustion engines is the available sulfur content of about 1.0% wt. Considering the stringent regulations globally for allowable sulfur content in liquid fuels, TPO therefore, requires deep desulfurization before commercialization. In this study, different desulfurization techniques were applied to reduce the sulfur content in TPO. A novel study on combination of adsorptive and air-assisted oxidative desulfurization (AAOD) was developed for desulfurization of TPO. Different carbon materials were employed as catalyst and/or adsorbent for the AAOD system. The effect of operating conditions; catalyst/adsorbent dosage, H2O2/HCOOH ratio, reaction time, temperature and air flowrate were studied. Oxidation equilibrium was reached at 80 °C for both commercial activated carbon (CAC) and activated tire char (ATC) at a reaction time of 50 min. With a total oil recovery of more than 90% and the initial sulfur content of 7767.7 ppmw, the presence of air at a flow rate of 60 l/hr increased oxidation from 59.2% to 64.2% and 47.4% to 53% for CAC and ATC, respectively. The use π-complexation sorbent was also applied to study the selectivity of such sorbents to organosulfur compounds (OSC) found in liquid fuels. The π-complexationbased adsorbent was obtained by ion exchanging Y-zeolite with Cu+ cation using liquid phase ion exchange (LPIE). Batch adsorption experiments were carried out in borosilicate beakers filled with modified Cu(I)-Y zeolite for both TPO and synthesized model fuels. For model fuels (MF), the selectivity for adsorption of sulfur compounds followed the order dibenzothiophene (DBT)> benzothiophene (BT)> Thiophene.

Neste trabalho, algumas caracterizações químicas foram realizadas em arenitos asfálticos da região de Piracicaba-SP, Formação Piramboia da Bacia do Paraná, para verificar seu potencial de produção de óleo. Para isso, as amostras obtidas da região foram submetidas a avaliação por termogravimetria, teor de umidade, teor de cinzas, teor de material orgânico por extração, pirólise, análise elementar e fracionamento em coluna. Por TGA observou-se que a 500 C praticamente todo material orgânico presente sofreu pirólise. A extração colaborou para se obter a classificação das amostras quanto ao teor de material orgânico, apresentando entre 4 e 13%, sendo que pelos teores encontrados a amostra AM06 é considerada de alto potencial produtivo, as amostras AM05, AM08 e AM09 são de médio, as amostras AM01, AM02, AM03 e AM07 possuem baixo, mas ainda atrativo, e a AM04 não possui atratividade. Pela avaliação elementar, a relação H/C e O/C dos extratos evidenciaram que algumas amostras estão no processo final da diagênese e outras no início da catagênese, indicando que elas estão no processo inicial de maturação. A avaliação cromatográfica dos extratos revelou que houve perdas de óleo por intemperismo restando majoritariamente compostos de alto peso molecular. O fracionamento permitiu verificar que as amostras AM01, AM06 e AM09 possuem maior quantidade de hidrocarbonetos livres e as amostras AM06 e AM07 e AM09 apresentaram maior teor de óleo. O procedimento de pirólise evidenciou que as amostras AM01, AM05, AM06 e AM09 apresentam maior potencial de geração de óleo, sendo que a faixa encontrada de óleo pirolítico ficou entre 2 e 8%, e através de avaliação por CGAR e CGAR-EM observou-se que ela promove a liberação de quantidades consideráveis de substâncias mais leves do que quando comparados aos extratos obtidos diretamente nas amostras originais. Além de produzir uma série homóloga de hidrocarbonetos parafínicos e olefínicos. A comparação dos produtos de pirólise dos arenitos com os produtos de pirólise de um resíduo de vácuo por CGAR-EM permitiu observar que existe similaridade entre suas composições, onde o processo de pirólise do resíduo de vácuo gera uma série homóloga de hidrocarbonetos entre C10 a C32, similar aos produtos de pirólise da amostra AM09, porém com menor variedade de tipos de hidrocarbonetos. A pré-avaliação da co-pirólise dos arenitos com resíduos plásticos indicou que é possível aumentar a geração de líquidos, porém é necessário mais estudo para afirmações inequívocas. Com base nos resultados das avaliações realizadas podemos concluir que a região apresenta na sua maioria potencial interessante para produção de óleo utilizando pirólise / In this work, some chemical characterizations were held on tar sands in the region of Piracicaba-SP, the South American Piramboia Formation from Paraná basin, to check its oil production potential. For this purpose, samples obtained in the region have undergone through evaluation by thermogravimetry, moisture content, ash content, content of organic material using extraction, pyrolysis process, elemental analysis and fractionation on open chromatography column. By TGA was noted that 500 C almost all-organic material present suffered pyrolysis. Extraction procedure collaborated to achieve the classification of samples regarding the content of organic material, from 4 to 13%, and by levels found at the sample AM06 is considered of high productive potential, the samples AM05, AM08 and AM09 have medium potential, the samples AM01, AM02, AM03 and AM07 have low potential, but still attractive, and the AM04 does not have any potential. By evaluating the atomic relationship between H/C and O/C of the extracts was possible to build up the Van Krevelen diagram and see that some samples are in the final process of diagenesis and other early catagenesis, indicating that they are in the early maturation process. Chromatographic evaluation of the extracts revealed that there were losses of oil by weathering process because it remains mostly high molecular weight compounds on the rocks. The fractionation has shown that samples AM01, AM06 and AM09 have higher free hydrocarbon amount and samples AM06, AM07 and AM09 presented a higher level of oil content. The pyrolysis procedure showed that the samples AM01, AM05, AM06 and AM09 presented greater oil generation potential, pyrolytic oil released from 2 to 8%, and through their evaluation by HRGC and HRGC-MS it was observed that it promotes the release of significant quantities of substances that are lighter than related to the extracts obtained directly in the original samples. In addition, it also promotes a production of homologous series of paraffinic and olefinic hydrocarbons. Comparison of pyrolysis products of sandstones with pyrolysis products of vacuum residue by HRGC-MS allowed to observe that there is similarity between their compositions, which pyrolysis process of vacuum residue generates a homologous series of hydrocarbons between C10 the C32, similar to AM09s pyrolysis products, however with minor variety of types of hydrocarbons. The pre-evaluation of co-pyrolysis of sandstones with plastic waste has indicated that it is possible to increase the liquid generation, but more study is needed for clear statements. Based on the results of the evaluations it can be concluded that the region has an interesting potential for producing oil using pyrolysis process

Neste trabalho, algumas caracterizações químicas foram realizadas em arenitos asfálticos da região de Piracicaba-SP, Formação Piramboia da Bacia do Paraná, para verificar seu potencial de produção de óleo. Para isso, as amostras obtidas da região foram submetidas a avaliação por termogravimetria, teor de umidade, teor de cinzas, teor de material orgânico por extração, pirólise, análise elementar e fracionamento em coluna. Por TGA observou-se que a 500 C praticamente todo material orgânico presente sofreu pirólise. A extração colaborou para se obter a classificação das amostras quanto ao teor de material orgânico, apresentando entre 4 e 13%, sendo que pelos teores encontrados a amostra AM06 é considerada de alto potencial produtivo, as amostras AM05, AM08 e AM09 são de médio, as amostras AM01, AM02, AM03 e AM07 possuem baixo, mas ainda atrativo, e a AM04 não possui atratividade. Pela avaliação elementar, a relação H/C e O/C dos extratos evidenciaram que algumas amostras estão no processo final da diagênese e outras no início da catagênese, indicando que elas estão no processo inicial de maturação. A avaliação cromatográfica dos extratos revelou que houve perdas de óleo por intemperismo restando majoritariamente compostos de alto peso molecular. O fracionamento permitiu verificar que as amostras AM01, AM06 e AM09 possuem maior quantidade de hidrocarbonetos livres e as amostras AM06 e AM07 e AM09 apresentaram maior teor de óleo. O procedimento de pirólise evidenciou que as amostras AM01, AM05, AM06 e AM09 apresentam maior potencial de geração de óleo, sendo que a faixa encontrada de óleo pirolítico ficou entre 2 e 8%, e através de avaliação por CGAR e CGAR-EM observou-se que ela promove a liberação de quantidades consideráveis de substâncias mais leves do que quando comparados aos extratos obtidos diretamente nas amostras originais. Além de produzir uma série homóloga de hidrocarbonetos parafínicos e olefínicos. A comparação dos produtos de pirólise dos arenitos com os produtos de pirólise de um resíduo de vácuo por CGAR-EM permitiu observar que existe similaridade entre suas composições, onde o processo de pirólise do resíduo de vácuo gera uma série homóloga de hidrocarbonetos entre C10 a C32, similar aos produtos de pirólise da amostra AM09, porém com menor variedade de tipos de hidrocarbonetos. A pré-avaliação da co-pirólise dos arenitos com resíduos plásticos indicou que é possível aumentar a geração de líquidos, porém é necessário mais estudo para afirmações inequívocas. Com base nos resultados das avaliações realizadas podemos concluir que a região apresenta na sua maioria potencial interessante para produção de óleo utilizando pirólise / In this work, some chemical characterizations were held on tar sands in the region of Piracicaba-SP, the South American Piramboia Formation from Paraná basin, to check its oil production potential. For this purpose, samples obtained in the region have undergone through evaluation by thermogravimetry, moisture content, ash content, content of organic material using extraction, pyrolysis process, elemental analysis and fractionation on open chromatography column. By TGA was noted that 500 C almost all-organic material present suffered pyrolysis. Extraction procedure collaborated to achieve the classification of samples regarding the content of organic material, from 4 to 13%, and by levels found at the sample AM06 is considered of high productive potential, the samples AM05, AM08 and AM09 have medium potential, the samples AM01, AM02, AM03 and AM07 have low potential, but still attractive, and the AM04 does not have any potential. By evaluating the atomic relationship between H/C and O/C of the extracts was possible to build up the Van Krevelen diagram and see that some samples are in the final process of diagenesis and other early catagenesis, indicating that they are in the early maturation process. Chromatographic evaluation of the extracts revealed that there were losses of oil by weathering process because it remains mostly high molecular weight compounds on the rocks. The fractionation has shown that samples AM01, AM06 and AM09 have higher free hydrocarbon amount and samples AM06, AM07 and AM09 presented a higher level of oil content. The pyrolysis procedure showed that the samples AM01, AM05, AM06 and AM09 presented greater oil generation potential, pyrolytic oil released from 2 to 8%, and through their evaluation by HRGC and HRGC-MS it was observed that it promotes the release of significant quantities of substances that are lighter than related to the extracts obtained directly in the original samples. In addition, it also promotes a production of homologous series of paraffinic and olefinic hydrocarbons. Comparison of pyrolysis products of sandstones with pyrolysis products of vacuum residue by HRGC-MS allowed to observe that there is similarity between their compositions, which pyrolysis process of vacuum residue generates a homologous series of hydrocarbons between C10 the C32, similar to AM09s pyrolysis products, however with minor variety of types of hydrocarbons. The pre-evaluation of co-pyrolysis of sandstones with plastic waste has indicated that it is possible to increase the liquid generation, but more study is needed for clear statements. Based on the results of the evaluations it can be concluded that the region has an interesting potential for producing oil using pyrolysis process