Características do gás durante a gasificação de biomassa em leito fluidizado

Durante os últimos anos, a procura mundial de recursos energéticos renováveis tem sofrido um grande aumento. Neste grupo insere-se a biomassa, cuja conversão termoquímica, principalmente através de tecnologias de combustão e gasificação, é utilizada para a produção de energia térmica e elétrica. No processo de gasificação de biomassa é possível obter um combustível gasoso secundário com variadas aplicações, podendo inclusive servir como substituto do gás natural. No entanto, ao contrário da combustão, esta tecnologia aplicada à biomassa ainda está em fase de demonstração a nível industrial, apresentando algumas limitações em alguns aspetos tecnológicos, entre os quais a qualidade do gás produzido. Neste contexto, e com o objetivo de contribuir para o conhecimento da aplicabilidade desta tecnologia, surge o presente trabalho, onde a caracterização e definição das condições de operação de um gasificador de biomassa, bem como a caracterização do gás produzido foram objeto de estudo. Foi realizado um conjunto de experiências de gasificação direta, num reator de leito fluidizado borbulhante à escala piloto, com dois tipos de biomassa tipicamente encontrados em Portugal, e para diferentes condições de operação do gasificador, nomeadamente no que diz respeito à razão de equivalência. A biomassa utilizada consistiu em pellets comerciais de madeira e estilha de biomassa florestal residual derivada de pinheiro (Pinus pinaster), e resultante de operações florestais em Portugal. Na gama de temperatura do leito aplicada, tipicamente entre 800ºC e 875ºC, o reator funcionou em condições auto térmicas, isto é, sem a necessidade de recorrer a uma fonte de calor auxiliar externa. Em relação à composição do gás seco durante o processo de gasificação, os gases presentes em maior percentagem (em volume), para as experiências com ambos os tipos de biomassa, são o CO2 e o CO, com o primeiro a registar valores médios entre os 13.4% e os 16%, e o segundo entre 11.3% e 16.3%. Por ordem decrescente de concentração encontra-se o H2, na gama de 5.8% a 12.7%, o CH4 com valores médios entre 2.8% e 4.5%, e o C2H4 com concentrações médias entre 1.0% e 2.2%. Importa referir ainda a ausência de O2 no gás produzido. Verificou-se na concentração de H2, a principal diferença na composição do gás seco relativamente à gasificação dos dois combustíveis utilizados, com valores de concentração inferiores durante a operação com estilha de biomassa florestal residual derivada de pinheiro. Nas várias experiências realizadas, e para as condições operatórias utilizadas, observou-se que a razão de equivalência (RE) exerce um efeito significativo na composição do gás, verificando-se, genericamente, que com o aumento da RE a concentração de gases combustíveis diminui. Os valores de Poder Calorífico Inferior (PCI) obtidos para o gás seco produzido encontram-se na gama 3.4-5.6 MJ/Nm3, sendo que os valores mais elevados foram registados no decorrer dos ensaios de gasificação com pellets de madeira. Para ambos os combustíveis, o PCI do gás seco diminui com o aumento da RE.

Nickel isotope fractionation during laterite Ni ore smelting and refining: implications for tracing the sources of Ni in smelter-affected soils

Nickel isotope ratios were measured in ores, fly ash, slags and FeNi samples from two metallurgical plants located in the Goiás State, Brazil (Barro Alto, Niquelândia). This allowed investigating the mass-dependent fractionation of Ni isotopes during the Ni-laterite ore smelting and refining. Feeding material exhibits a large range of δ60Ni values (from 0.02 ± 0.10 ‰ to 0.20 ± 0.05 ‰, n=7), explained by the diversity of Ni-bearing phases, and the average of δ60Nifeeding materials was found equal to 0.08 ± 0.08‰ (2SD, n=7). Both δ60Ni values of fly ash (δ60Ni = 0.07 ± 0.07‰, n=10) and final FeNi produced (0.05 ± 0.02 ‰, n=2) were not significantly different from the feeding materials ones. These values are consistent with the very high production yield of the factories. However, smelting slags present the heaviest δ60Ni values of all the smelter samples, with δ60Ni ranging from 0.11 ± 0.05 ‰ to 0.27 ± 0.05 ‰ (n=8). Soils were also collected near and far from the Niquelândia metallurgical plant, to evaluate the potential of Ni isotopes for tracing the natural vs anthropogenic Ni in soils. The Ni isotopic composition of the non-impacted topsoils developed on ultramafic rocks ranges from -0.26 ± 0.09 ‰ to -0.04 ± 0.05 ‰ (n=20). On the contrary, the Ni isotopic composition of the non-ultramafic topsoils, collected close to the plant, exhibit a large variation of δ60Ni, ranging from -0.19 ± 0.13 ‰ up to 0.10 ± 0.05 ‰ (n=4). This slight but significant enrichment in heavy isotopes highlight the potential impact of smelting activity in the surrounding area, as well as the potential of Ni isotopes for discerning anthropogenic samples (heavier δ60Ni values) from natural ones (lighter δ60Ni values). However, given the global range of published δ60Ni values (from -1.03 to 2.5 ‰) and more particularly those associated to natural weathering of ultramafic rocks (from -0.61 to 0.32‰), the use of Ni isotopes for tracing environmental contamination from smelters will remain challenging.

GEOTECHNICAL AND ENVIRONMENTAL IMPACTS OF STEEL SLAG IN EMBANKMENTS

Steel slag is a byproduct of iron and steel production by the metallurgical industries. Annually, 21 million tons of steel slag is produced in the United States. Most of the slag is landfilled, which represents a significant economic loss and a waste of valuable land space. Steel slag has great potential for the construction of highway embankments; however, its use has been limited due to its high swelling potential and alkalinity. The swelling potential of steel slags may lead to deterioration of the structural stability of highways, and high alkalinity poses an environmental challenge as it affects the leaching behavior of trace metals. This study seeks a methodology that promotes the use of steel slag in highway embankments by minimizing these two main disadvantages. Accelerated swelling tests were conducted to evaluate the swelling behavior of pure steel slag and water treatment residual (WTR) treated steel slag, where WTR is an alum-rich by-product of drinking water treatment plants. Sequential batch tests and column leach tests, as well as two different numerical analyses, UMDSurf and WiscLEACH, were carried out to check the environmental suitability of the methods. Tests were conducted to study the effect of a common borrow fill material that encapsulated the slag in the embankment and the effects of two subgrade soils on the chemical properties of slag leachate. The results indicated that an increase in WTR content in the steel slag-WTR mixtures yields a decrease in pH and most of the leached metal concentrations, except aluminum. The change in the levels of pH, after passing through encapsulation and subgrade, depends on the natural pHs of materials.

Integrering av modersmålet i undervisningen : En intervjustudie med lärare i grundskolans tidigare år

Vårt samhälle är mångkulturellt och i grundskolan har en femtedel av alla elever ett annat modersmål än svenska. Läget som råder i världen gör att det kommer många flyktingar till Sverige och många av dem är barn, så elever med annat modersmål kommer att öka i våra skolor. Rapporter visar idag att det finns brister i arbetet med språkutveckling hos flerspråkiga elever. Att fortsätta utveckla sitt modersmål är gynnsamt för övrig språkutveckling. Syftet med denna studie är att undersöka lärares uppfattningar om och hur de integrerar modersmålet i undervisningen. För att få kunskap i frågan genomfördes en kvalitativ intervjustudie med sju lärare med olika erfarenheter av flerspråkiga elever. Lärarna arbetade på fyra olika skolor och dessa skolor hade olika slags erfarenheter av flerspråkiga elever. Studien visade att alla lärare uppger att de integrerar modersmålet på något sätt i undervisningen. I det stora hela handlar det dels om att lyfta fram språket genom att visa intresse för elevers språk i den dagliga undervisningen genom att fråga om hur saker uttalas och låter. Det framkom också att lärarna samarbetade med modersmålsundervisningen till viss del. Alla lärare var eniga om att modersmålsundervisningen är viktig för språkutvecklingen men att det är långt ifrån alla som har möjlighet att ha ett samarbete med modersmålslärare.

Caracterização biogeoquímica de minas abandonadas: os casos da mina de São Domingos e da mina da Mostardeira

O objectivo do presente trabalho foi avaliar os impactos ambientais de duas áreas mineiras abandonadas, a Mina de São Domingos e a Mina da Mostardeira. Procedeu-se a uma caracterização biogeoquímica detalhada das duas áreas mineiras e suas envolventes, a qual consistiu na análise de parâmetros físico-químicos e determinação das concentrações de metais nos aquíferos adjacentes; identificação da flora nativa; caracterização mineralógica dos resíduos mineiros, escórias, solos e sedimentos; e avaliação dos seus prováveis perigos ambientais através da determinação dos teores total, parcial e lixiviável de metais presentes. Os resultados permitiram aprofundar o conhecimento dos processos que ocorrem nestes sistemas e as plantas nativas que colonizam os solos metalíferos da mina de São Domingos foram estudadas não só para avaliar o seu potencial como hiperacumuladoras mas também para estudar em detalhe os mecanismos de tolerância e defesa apresentados pelas plantas desenvolvidas sob stress metálico e o trinómio solo-metal-planta. ABSTRACT: The purpose of this study was to evaluate the environmental impacts of two old mining areas, the São Domingos Mine and the Mostardeira Mine. A detailed biogeochemical characterization of the two mining areas and their surroundings was performed including the analysis of physical and chemical parameters and the determination of metal concentrations in adjacent aquifers, identification of native flora, study of the mineralogy of the tailings, slags, soils and sediments, and assessment of their likely environmental hazards by determining the levels of total, partial and leachable metals present. The results led to a greater understanding of the geochemical processes occurring in these systems. Furthermore, the study of the native plants that colonize the metalliferous soils of São Domingos mine allowed a deeper insight on the mechanisms of tolerance and defense developed by plants under metallic stress and also to evaluate their hyper accumulator potential and therefore their potential use in phytoremediation strategies.