Oil trade journal.

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Estimation of the production cost of fast pyrolysis bio-oil

A number of papers and reports covering the techno-economic analysis of bio-oil production has been published. These have had different scopes, use different feedstocks and reflected national cost structures. This paper reviews and compares their cost estimates and the experimental results that underpin them. A comprehensive cost and performance model was produced based on consensus data from the previous studies or stated scenarios where data is not available that reflected UK costs. The model takes account sales of bio-char that is a co-product of pyrolysis and the electricity consumption of the pyrolysis plant and biomass pre-processing plants. It was concluded that it should be able to produce bio-oil in the UK from energy crops for a similar cost as distillate fuel oil. It was also found that there was little difference in the processing cost for woodchips and baled miscanthus. © 2011 Elsevier Ltd.

Characterisation and source identification of selected pollutants in house dust

House dust is a heterogeneous matrix, which contains a number of biological materials and particulate matter gathered from several sources. It is the accumulation of a number of semi-volatile and non-volatile contaminants. The contaminants are trapped and preserved. Therefore, house dust can be viewed as an archive of both the indoor and outdoor air pollution. There is evidence to show that on average, people tend to stay indoors most of the time and this increases exposure to house dust. The aims of this investigation were to: " assess the levels of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs), elements and pesticides in the indoor environment of the Brisbane area; " identify and characterise the possible sources of elemental constituents (inorganic elements), PAHs and pesticides by means of Positive Matrix Factorisation (PMF); and " establish the correlations between the levels of indoor air pollutants (PAHs, elements and pesticides) with the external and internal characteristics or attributes of the buildings and indoor activities by means of multivariate data analysis techniques. The dust samples were collected during the period of 2005-2007 from homes located in different suburbs of Brisbane, Ipswich and Toowoomba, in South East Queensland, Australia. A vacuum cleaner fitted with a paper bag was used as a sampler for collecting the house dust. A survey questionnaire was filled by the house residents which contained information about the indoor and outdoor characteristics of their residences. House dust samples were analysed for three different pollutants: Pesticides, Elements and PAHs. The analyses were carried-out for samples of particle size less than 250 µm. The chemical analyses for both pesticides and PAHs were performed using a Gas Chromatography Mass Spectrometry (GC-MS), while elemental analysis was carried-out by using Inductively-Coupled Plasma-Mass Spectroscopy (ICP-MS). The data was subjected to multivariate data analysis techniques such as multi-criteria decision-making procedures, Preference Ranking Organisation Method for Enrichment Evaluations (PROMETHEE), coupled with Geometrical Analysis for Interactive Aid (GAIA) in order to rank the samples and to examine data display. This study showed that compared to the results from previous works, which were carried-out in Australia and overseas, the concentrations of pollutants in house dusts in Brisbane and the surrounding areas were relatively very high. The results of this work also showed significant correlations between some of the physical parameters (types of building material, floor level, distance from industrial areas and major road, and smoking) and the concentrations of pollutants. Types of building materials and the age of houses were found to be two of the primary factors that affect the concentrations of pesticides and elements in house dust. The concentrations of these two types of pollutant appear to be higher in old houses (timber houses) than in the brick ones. In contrast, the concentrations of PAHs were noticed to be higher in brick houses than in the timber ones. Other factors such as floor level, and distance from the main street and industrial area, also affected the concentrations of pollutants in the house dust samples. To apportion the sources and to understand mechanisms of pollutants, Positive Matrix Factorisation (PMF) receptor model was applied. The results showed that there were significant correlations between the degree of concentration of contaminants in house dust and the physical characteristics of houses, such as the age and the type of the house, the distance from the main road and industrial areas, and smoking. Sources of pollutants were identified. For PAHs, the sources were cooking activities, vehicle emissions, smoking, oil fumes, natural gas combustion and traces of diesel exhaust emissions; for pesticides the sources were application of pesticides for controlling termites in buildings and fences, treating indoor furniture and in gardens for controlling pests attacking horticultural and ornamental plants; for elements the sources were soil, cooking, smoking, paints, pesticides, combustion of motor fuels, residual fuel oil, motor vehicle emissions, wearing down of brake linings and industrial activities.

Feasibility study for thermal treatment of solid tire wastes in Bangladesh by using pyrolysis technology

In this study on the basis of lab data and available resources in Bangladesh, feasibility study has been carried out for pyrolysis process converting solid tire wastes into pyrolysis oils, solid char and gases. The process considered for detailed analysis was fixed-bed fire-tube heating pyrolysis reactor system. The comparative techno-economic assessment was carried out in US$ for three different sizes plants: medium commercial scale (144 tons/day), small commercial scale (36 tons/day), pilot scale (3.6 tons/day). The assessment showed that medium commercial scale plant was economically feasible, with the lowest unit production cost than small commercial and pilot scale plants for the production of crude pyrolysis oil that could be used as boiler fuel oil and for the production of upgraded liquid-products.

Relating urban airborne particle concentrations to shipping using carbon based elemental emission ratios

This study demonstrates a novel method for testing the hypothesis that variations in primary and secondary particle number concentration (PNC) in urban air are related to residual fuel oil combustion at a coastal port lying 30 km upwind, by examining the correlation between PNC and airborne particle composition signatures chosen for their sensitivity to the elemental contaminants present in residual fuel oil. Residual fuel oil combustion indicators were chosen by comparing the sensitivity of a range of concentration ratios to airborne emissions originating from the port. The most responsive were combinations of vanadium and sulfur concentration ([S], [V]) expressed as ratios with respect to black carbon concentration ([BC]). These correlated significantly with ship activity at the port and with the fraction of time during which the wind blew from the port. The average [V] when the wind was predominantly from the port was 0.52 ng.m-3 (87%) higher than the average for all wind directions and 0.83 ng.m-3 (280%) higher than that for the lowest vanadium yielding wind direction considered to approximate the natural background. Shipping was found to be the main source of V impacting urban air quality in Brisbane. However, contrary to the stated hypothesis, increases in PNC related measures did not correlate with ship emission indicators or ship traffic. Hence at this site ship emissions were not found to be a major contributor to PNC compared to other fossil fuel combustion sources such as road traffic, airport and refinery emissions.

Emprego da energia solar para pré-aquecimento de água de reposição de caldeira.

Apresenta-se uma avaliação técnico-econômica para o préaquecimento solar da água de reposição em caldeiras de sistemas de vapor abertos. São empregados, para compor um estudo de caso, os dados de uma indústria de laticínios de médio porte situada próximo da cidade do Rio de Janeiro. Quarenta e oito simulações computacionais do sistema de aquecimento solar (SAS) foram realizadas em TRNSYS, correspondendo aos 5% melhores resultados econômicos de uma série de 2.700 simulações mais simples (método φ-f-chart), programados em MATLAB. Foram empregados dados horários de ano típico meteorológico (TMY) para a cidade do Rio de Janeiro. O ganho econômico foi baseado no consumo evitado dos três combustíveis mais comuns na indústria de laticínios, enquanto o custo de investimento foi composto a partir de valores comerciais e da literatura. Os resultados da avaliação econômica mostraram-se desfavoráveis para a substituição de óleo combustível, favoráveis no caso de caldeiras a gás natural, condicionado a existência de subsídios, e bem competitivos para a substituição de GLP. A eficiência térmica do sistema mostrou ser o parâmetro técnico chave para o desempenho econômico, consequentemente, uma vez que a eficiência se mostrou inversamente proporcional tanto ao volume do reservatório quanto à área de coletores, não há uma configuração ótima para o sistema. Não obstante, os resultados permitiram a proposição de políticas públicas para incentivar o uso da energia solar na indústria leiteira e, consequentemente, contribuir para a preservação ambiental.

Production of biodiesel from soapstock using an ion-exchange resin catalyst

The feasibility of biodiesel production from soapstock containing high water content and fatty matters by a solid acid catalyst was investigated. Soapstock was converted to high-acid acid oil (HAAO) by the hydrolysis by KOH and the acidulation by sulfuric acid. The acid value of soapstock-HAAO increased to 199.1 mg KOH/g but a large amount of potassium sulfate was produced. To resolve the formation of potassium sulfate, acid oil was extracted from soapstock and was converted to HAAO by using sodium dodecyl benzene sulfonate (SDBS). The maximum acid value of acid oil-HAAO was 194.2 mg KOH/g when the mass ratio of acid oil, sulfuric acid, and water was 10:4:10 at 2% of SDBS. In the esterification of HAAO using Amberylst-15, fatty acid methyl ester (FAME) concentration was 91.7 and 81.3% for soapstock and acid oil, respectively. After the distillation, FAME concentration became 98.1% and 96.7% for soapstock and acid oil. The distillation process decreased the total glycerin and the acid value of FAME produced a little.

Carbon mitigation costs for the commercial building sector: Discrete-continuous choice analysis of multifuel energy demand

We estimate a carbon mitigation cost curve for the U.S. commercial sector based on econometric estimation of the responsiveness of fuel demand and equipment choices to energy price changes. The model econometrically estimates fuel demand conditional on fuel choice, which is characterized by a multinomial logit model. Separate estimation of end uses (e.g., heating, cooking) using the U.S. Commercial Buildings Energy Consumption Survey allows for exceptionally detailed estimation of price responsiveness disaggregated by end use and fuel type. We then construct aggregate long-run elasticities, by fuel type, through a series of simulations; own-price elasticities range from -0.9 for district heat services to -2.9 for fuel oil. The simulations form the basis of a marginal cost curve for carbon mitigation, which suggests that a price of $20 per ton of carbon would result in an 8% reduction in commercial carbon emissions, and a price of $100 per ton would result in a 28% reduction. © 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Evaluación económica de proyectos hortícolas en la Comarca Andina del Paralelo 42º

p.225-231

Comments On The Pseudo-Microfossil Linotolypen

Hollow, black reticulate ‘microfossils’ of unknown affinity found in Ordovician to late Cretaceous sediments from North America, Europe and Australia were given the name Linotolypa by Eisenack in 1962. In 1978, he recognised that they were pseudo-microfossils consisting of asphalt, and noted that their structure resembled that of soap bubbles formed in agitated suspensions. These objects are well known as a component of the particles caught from the air by pollen and spore traps at the present day. They are correctly termed ‘cenospheres’ and are formed from coal and possibly pitch and fuel oil by incomplete combustion. If their presence were to be confirmed in Palaeozoic sediments, this would provide important new evidence for the occurrence of fire in the geological record and of the history of levels of O2 in the atmosphere.

Methodologies for a sustainable development of estuarine ecosystems

As zonas costeiras, estuarinas e lagunares são consideradas áreas muito produtivas e dotadas de grande biodiversidade sendo, por isso, consideradas de elevado valor ecológico e económico. No entanto, nas últimas décadas tem vindo a verificar-se um aumento da contaminação destes ecossistemas como resultado de diversas actividades antrópicas. As abordagens actualmente disponíveis para avaliação do impacto da poluição em ecossistemas estuarinos e lagunares apresentam diversos tipos de lacunas, pelo que é importante desenvolver metodologias mais eficazes com organismos autóctones. Neste contexto, o objectivo central desta dissertação consistiu em desenvolver e validar métodos ecologicamente relevantes para avaliação da contaminação estuarina e dos seus efeitos, utilizando o góbio-comum (Pomatoschistus microps), quer como organismo-teste quer como espécie sentinela, devido à importante função que desempenha nas cadeias tróficas de diversos estuários da costa Portuguesa. A Ria de Aveiro foi seleccionada como área de estudo principalmente pelo facto de possuir zonas com diferentes tipos de contaminação predominante e de haver conhecimento científico de base abundante e de elevada qualidade sobre este ecosistema. Na primeira fase do estudo, foram investigados os efeitos agudos de dois hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAPs) (benzo[a]pireno e antraceno), de um fuel-óleo e de dois metais (cobre e mercúrio) em P. microps, utilizando ensaios laboratoriais baseados em biomarcadores e em parâmetros comportamentais, os quais foram avaliados utilizando um dispositivo expressamente desenvolvido para o efeito, designado por speed performance device (SPEDE). Como biomarcadores foram utilizados parâmetros envolvidos em funções fisiológicas determinantes para a sobrevivência e desempenho dos animais (neurotransmissão, obtenção de energia, destoxificação e defesas anti-oxidantes), nomeadamente a actividade das enzimas acetilcolinesterase, lactato desidrogenase, CYP1A1, glutationa S-transferases, glutationa reductase, glutationa peroxidase, superóxido dismutase, catalase, tendo ainda sido determinados os níveis de peroxidação lipídica como indicador de danos oxidativos. De forma global, os resultados indicaram que os agentes e a mistura testados têm a capacidade de interferir com a função neurológica, de alterar as vias utilizadas para obtenção de energia celular, induzir as defesas antioxidantes e, no caso do cobre e do mercúrio, de causarem peroxidação lipídica. Foram ainda obtidas relações concentração-resposta a nível dos parâmetros comportamentais testados, nomeadamente a capacidade de nadar contra a corrente e a distância percorrida a nadar contra o fluxo de água, sugerindo que os agentes testados podem, por exemplo, diminuir a capacidade de fuga aos predadores, as probabilidades de captura de presas e o sucesso reprodutivo. Na segunda fase, tendo sido já adaptadas técnicas para determinação de vários biomarcadores em P. microps e estudada a sua resposta a dois grupos de poluentes particularmente relevantes em ecossistemas estuarinos e lagunares (metais e HAPs), foi efectuado um estudo de monitorização utilizando P. microps como bioindicador e que incluiu diversos parâmetros ecológicos e ecotoxicológicos, nomedamente: 20 parâmetros indicativos da qualidade da água e do sedimento, concentração de 9 metais em sedimentos e no corpo de P. microps, 8 biomarcadores e 2 índices de condição na espécie seleccionada. A amostragem foi efectuada em quatro locais da Ria de Aveiro, um considerado como referência (Barra) e três com diferentes tipos predominantes de contaminação (Vagueira, Porto de Aveiro e Cais do Bico), sazonalmente, durante um ano. Os resultados obtidos permitiram uma caracterização ecotoxicológica dos locais, incluindo informação sobre a qualidade da água, concentrações de contaminantes ambientais prioritários nos sedimentos e nos tecidos de P. microps, capacidade desta espécie para bioacumular metais, efeitos exercidos pelas complexas misturas de poluentes presentes em cada uma das zonas de amostragem nesta espécie e possíveis consequências para a população. A análise multivariada permitiu analisar de forma integrada todos os resultados, proporcionando informação que não poderia ser obtida analisando os dados de forma compartimentalizada. Em conclusão, os resultados obtidos no âmbito desta dissertação indicam que P. microps possui características adequadas para ser utilizado como organismoteste em ensaios laboratoriais (e.g. abundância, fácil manutenção, permite a determinação de diferentes tipos de critérios de efeito utilizando um número relativamente reduzido de animais, entre outras) e como organismo sentinela em estudos de monitorização da poluição e da qualidade ambiental, estando portanto de acordo com estudos de menor dimensão previamente efectuados. O trabalho desenvolvido permitiu ainda adaptar a P. microps diversas técnicas bioquímicas vulgarmente utilizadas como biomarcadores em Ecotoxicologia e validá-las quer no laboratório quer em cenários reais; desenvolver um novo bioensaio, utilizando um dispositivo de teste especialmente concebido para peixes epibentónicos baseado na performance natatória de uma espécie autóctone e em biomarcadores; relacionar os efeitos a nível bioquímico com parâmetros comportamentais que ao serem afectados podem reduzir de forma drástica e diversificada (e.g. aumento da mortalidade, diminuição do sucesso reprodutivo, redução do crescimento) a contribuição individual para a população. Finalmente, foi validada uma abordagem multidisciplinar, combinando metodologias ecológicas, ecotoxicológicas e químicas que, quando considerada de forma integrada utilizando análises de estatística multivariada, fornece informação científica da maior relevância susceptível de ser utilizada como suporte a medidas de conservação e gestão em estuários e sistemas lagunares.

NMR in the characterization of heavy residual procedural streams

The main objective of this work was to monitor a set of physical-chemical properties of heavy oil procedural streams through nuclear magnetic resonance spectroscopy, in order to propose an analysis procedure and online data processing for process control. Different statistical methods which allow to relate the results obtained by nuclear magnetic resonance spectroscopy with the results obtained by the conventional standard methods during the characterization of the different streams, have been implemented in order to develop models for predicting these same properties. The real-time knowledge of these physical-chemical properties of petroleum fractions is very important for enhancing refinery operations, ensuring technically, economically and environmentally proper refinery operations. The first part of this work involved the determination of many physical-chemical properties, at Matosinhos refinery, by following some standard methods important to evaluate and characterize light vacuum gas oil, heavy vacuum gas oil and fuel oil fractions. Kinematic viscosity, density, sulfur content, flash point, carbon residue, P-value and atmospheric and vacuum distillations were the properties analysed. Besides the analysis by using the standard methods, the same samples were analysed by nuclear magnetic resonance spectroscopy. The second part of this work was related to the application of multivariate statistical methods, which correlate the physical-chemical properties with the quantitative information acquired by nuclear magnetic resonance spectroscopy. Several methods were applied, including principal component analysis, principal component regression, partial least squares and artificial neural networks. Principal component analysis was used to reduce the number of predictive variables and to transform them into new variables, the principal components. These principal components were used as inputs of the principal component regression and artificial neural networks models. For the partial least squares model, the original data was used as input. Taking into account the performance of the develop models, by analysing selected statistical performance indexes, it was possible to conclude that principal component regression lead to worse performances. When applying the partial least squares and artificial neural networks models better results were achieved. However, it was with the artificial neural networks model that better predictions were obtained for almost of the properties analysed. With reference to the results obtained, it was possible to conclude that nuclear magnetic resonance spectroscopy combined with multivariate statistical methods can be used to predict physical-chemical properties of petroleum fractions. It has been shown that this technique can be considered a potential alternative to the conventional standard methods having obtained very promising results.

Impacto económico, energético e ambiental da produção renovável na Ilha Terceira

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica Ramo de Energia

Estudo da Viabilidade Técnico-Económica de umm Sistema de Cogeração para um Complexo de Piscinas Interiores

A presente dissertação centrou-se no estudo técnico-económico de dois cenários futuros para a continuação de fornecimento de energia térmica a um complexo de piscinas existente na região do vale do Tâmega. Neste momento a central de cogeração existente excedeu a sua licença de utilização e necessita de ser substituída. Os dois cenários em estudo são a compra de uma nova caldeira, a gás natural, para suprir as necessidades térmicas da caldeira existente a fuelóleo, ou o uso de um sistema de cogeração compacto que poderá estar disponível numa empresa do grupo. No primeiro cenário o investimento envolvido é cerca de 456 640 € sem proveitos de outra ordem para além dos requisitos térmicos, mas no segundo cenário os resultados são bem diferentes, mesmo que tenha de ser realizado o investimento de 1 000 000 € na instalação. Para este cenário foi efetuado um levantamento da legislação nacional no que toca à cogeração, recolheram-se dados do edifício como: horas de funcionamento, número de utentes, consumos de energia elétrica, térmica, água, temperatura da água das piscinas, temperatura do ar da nave, assim como as principais características da instalação de cogeração compacta. Com esta informação realizou-se o balanço de massa e energia e criou-se um modelo da nova instalação em software de modelação processual (Aspen Plus® da AspenTech). Os rendimentos térmico e elétrico obtidos da nova central de cogeração compacta foram, respetivamente, de 38,1% e 39,8%, com uma percentagem de perdas de 12,5% o que determinou um rendimento global de 78%. A avaliação da poupança de energia primária para esta instalação de cogeração compacta foi de 19,6 % o que permitiu concluir que é de elevada eficiência. O modelo criado permitiu compreender as necessidades energéticas, determinar alguns custos associados ao processo e simular o funcionamento da unidade com diferentes temperaturas de ar ambiente (cenários de verão e inverno com temperaturas médias de 20ºC e 5ºC). Os resultados revelaram uma diminuição de 1,14 €/h no custo da electricidade e um aumento do consumo de gás natural de 62,47 €/h durante o período mais frio no inverno devido ao aumento das perdas provocadas pela diminuição da temperatura exterior. Com esta nova unidade de cogeração compacta a poupança total anual pode ser, em média, de 267 780 € admitindo um valor para a manutenção de 97 698 €/ano. Se assim for, o projeto apresenta um retorno do investimento ao fim de 5 anos, com um VAL de 1 030 430 € e uma taxa interna de rentabilidade (TIR) de 14% (positiva, se se considerar a taxa de atualização do investimento de 3% para 15 anos de vida). Apesar do custo inicial ser elevado, os parâmetros económicos mostram que o projeto tem viabilidade económica e dará lucro durante cerca de 9 anos.

Avaliação e Otimização Energética das Fornalhas da Fábrica de Aromáticos

O consumo energético verificado nas refinarias petrolíferas é muito elevado, sendo as fornalhas os equipamentos que mais contribuem para esse consumo. Neste estudo foi efetuada uma avaliação e otimização energética às fornalhas da Fábrica de Aromáticos da Refinaria de Matosinhos. Numa primeira fase foi efetuado um levantamento exaustivo de dados de todas as correntes de entrada e saída dos equipamentos para posteriormente efetuar os balanços de massa e energia a cada uma das fornalhas. Os dados relativos ao levantamento compreenderam dois períodos de funcionamento distintos da unidade fabril, o período de funcionamento normal e o período relativo ao arranque. O período de funcionamento normal foi relativo ao ano de 2012 entre os meses de janeiro a setembro, por sua vez o período de arranque foi de dezembro de 2012 a março de 2013. Na segunda fase foram realizados os balanços de massa e energia quantificando todas as correntes de entrada e saída das fornalhas em termos mássicos e energéticos permitindo o cálculo do rendimento térmico das fornalhas para avaliar a sua performance. A avaliação energética permitiu concluir que existe um consumo maior de energia proveniente da combustão do Fuel Gás do que do Fuel Óleo, tanto no período de funcionamento normal como no arranque. As fornalhas H0101, H0301 e a H0471 possuem os consumos mais elevados, sendo responsáveis por mais de 70% do consumo da Fábrica de Aromáticos. Na terceira fase foram enunciadas duas medidas para a otimização energética das três fornalhas mais consumidoras de energia, a limpeza mensal e o uso exclusivo de Fuel Gás como combustível. As poupanças energéticas obtidas para uma limpeza mensal foram de 0,3% na fornalha H0101, 0,7% na fornalha H0301 e uma poupança de 0,9 % na fornalha H0471. Para o uso exclusivo de Fuel Gás obteve-se uma poupança de 0,9% na fornalha H0101 e uma poupança de 1,3% nas fornalhas H0301 e H0471. A análise económica efetuada à sugestão de alteração do combustível mostra que os custos de operação sofrerão um aumento anual de 621 679 €. Apesar do aumento dos custos, a redução na emissão de 24% de dióxido de carbono, poderá justificar este aumento na despesa.