An��lise da recupera����o em reservat��rio de g��s com baixa permeabilidade (TIGHT GAS) atrav��s do fraturamento hidr��ulico

With the increasing of energetic consumption in the worldwile, conventional reservoirs, known by their easy exploration and exploitation, are not being enough to satisfy this demand, what has made necessary exploring unconventional reservoirs. This kind of exploration demands developing more advanced technologies to make possible to exploit those hydrocarbons. Tight gas is an example of this kind of unconventional reservoir. It refers to sandstone fields with low porosity, around 8%, and permeabilities between 0.1 and 0.0001 mD, which accumulates considerable amounts of natural gas. That natural gas can only be extracted by applying hydraulic fracturing, aiming at stimulating the reservoir, by creating a preferential way through the reservoir to the well, changing and making easier the flow of fluids, thus increasing the productivity of those reservoirs. Therefore, the objective of this thesis is analyzing the recovery factor of a reservoir by applying hydraulic fracturing. All the studies were performed through simulations using the IMEX software, by CMG (Computer Modelling Group), in it 2012.10 version

Mercury in Gas Operations - Occupational Health Risk Assessment

The project goal was to determine plant operations and maintenance worker���s level of exposure to mercury during routine and non-routine (i.e. turnarounds and inspections) maintenance events in eight gas processing plants. The project team prepared sampling and analysis plans designed to each plant���s process design and scheduled maintenance events. Occupational exposure sampling and monitoring efforts were focused on the measurement of mercury vapor concentration in worker breathing zone air during specific maintenance events including: pipe scrapping, process filter replacement, and process vessel inspection. Similar exposure groups were identified and worker breathing zone and ambient air samples were collected and analyzed for total mercury. Occupational exposure measurement techniques included portable field monitoring instruments, standard passive and active monitoring methods and an emerging passive absorption technology. Process sampling campaigns were focused on inlet gas streams, mercury removal unit outlets, treated gas, acid gas and sales gas. The results were used to identify process areas with increased potential for mercury exposure during maintenance events. Sampling methods used for the determination of total mercury in gas phase streams were based on the USEPA Methods 30B and EPA 1631 and EPA 1669. The results of four six-week long sampling campaigns have been evaluated and some conclusions and recommendations have been made. The author���s role in this project included the direction of all field phases of the project and the development and implementation of the sampling strategy. Additionally, the author participated in the development and implementation of the Quality Assurance Project Plan, Data Quality Objectives, and Similar Exposure Groups identification. All field generated data was reviewed by the author along with laboratory reports in order to generate conclusions and recommendations.

Experimental characterization of hydrogen containing flames

The current environmental and socio-economic situation promotes the development of carbon-neutral and sustainable solutions for energy supply. In this framework, the use of hydrogen has been largely indicated as a promising alternative. However, safety aspects are of concern for storage and transportation technologies. Indeed, the current know-how promotes its transportation via pipeline as compressed gas. However, the peculiar properties of hydrogen make the selection of suitable materials challenging. For these reasons, dilution with less reactive species has been considered a short and medium solution. As a way of example, methane-hydrogen mixtures are currently transported via pipelines. In this case, the hydrogen content is limited to 20% in volume, thus keeping the dependence on natural gas sources. On the contrary, hydrogen can be conveniently transported by mixing it with carbon dioxide deriving from carbon capture and storage technologies. In this sense, the interactions between hydrogen and carbon dioxide have been poorly studied. In particular, the effects of composition and operative conditions in the case of accidental release or for direct use in the energy supply chain are unknown. For these reasons, the present work was devoted to the characterization of the chemical phenomena ruling the system. To this aim, laminar flames containing hydrogen and carbon dioxide in the air were investigated experimentally and numerically. Different detailed kinetic mechanisms largely validated were considered at this stage. Significant discrepancies were observed among numerical and experimental data, especially once a fuel consisting of 40%v of hydrogen was studied. This deviation was attributed to the formation of a cellular flame increasing the overall reactivity. Hence, this observation suggests the need for combined models accounting for peculiar physical phenomena and detailed kinetic mechanisms characterizing the hydrogen-containing flames.

Behaviour of biofuel addition on metallurgical properties of sinter

Blast furnace gas yield is essentially controlled by a gas-solid reaction phenomenon, which strongly influences hot metal manufacturing costs. As a result of rising prices for reducing agents on the international market, Companhia Siderurgica Nacional decided to inject natural gas into its blast furnaces. With more gas inside the furnace, the burden permeability became even more critical. To improve blast furnace gas yield, a new technological approach was adopted; raising the metallic burden reaction surface. To that end, a special sinter was developed with permeability being controlled by adding micropore nucleus forming agents, cellulignin coal, without, however, degrading its mechanical properties. This paper shows the main process parameters and the results from physicochemical characterisation of a sinter with controlled permeability, on a pilot scale, compared to those of conventional sinter. Gas flow laboratory simulations have conclusively corroborated the positive effects of micropore nucleus forming agents on enhancing sinter permeability.

Equivalent Carbon Dioxide Capture and Storage Processes in Offshore Petroleum Production Facilities

The present study approaches the economic and technical evaluation of equivalent carbon dioxide (CO(2) eqv.) capture and storage processes, considered in a proposal case compared to a base case. The base case considers an offshore petroleum production facility, with high CO(2) content (4 vol%) in the composition of the produced gas and both CO(2) and natural gas emissions to the atmosphere, called CO(2) eqv. emissions. The results obtained with this study, by using a Hysys process simulator, showed a CO(2) emission reduction of 65% comparing the proposal case in relation to the base case.

Adsorption of binary hydrocarbon mixtures in carbon slit pores: A density functional theory study

Adsorption of binary hydrocarbon mixtures involving methane in carbon slit pores is theoretically studied here from the viewpoints of separation and of the effect of impurities on methane storage. It is seen that even small amounts of ethane, propane, or butane can significantly reduce the methane capacity of carbons. Optimal pore sizes and pressures, depending on impurity concentration, are noted in the present work, suggesting that careful adsorbent and process design can lead to enhanced separation. These results are consistent with earlier literature studies for the infinite dilution limit. For methane storage applications a carbon micropore width of 11.4 Angstrom (based on distance between centers of carbon atoms on opposing walls) is found to be the most suitable from the point of view of lower impurity uptake during high-pressure adsorption and greater impurity retention during low-pressure delivery. The results also theoretically confirm unusual recently reported observations of enhanced methane adsorption in the presence of a small amount of heavier hydrocarbon impurity.

Density functional theory analysis of the influence of pore wall heterogeneity on adsorption in carbons

Density functional theory for adsorption in carbons is adapted here to incorporate a random distribution of pore wall thickness in the solid, and it is shown that the mean pore wall thickness is intimately related to the pore size distribution characteristics. For typical carbons the pore walls are estimated to comprise only about two graphene layers, and application of the modified density functional theory approach shows that the commonly used assumption of infinitely thick walls can severely affect the results for adsorption in small pores under both supercritical and subcritical conditions. Under supercritical conditions the Henry's law coefficient is overpredicted by as much as a factor of 2, while under subcritical conditions pore wall heterogeneity appears to modify transitions in small pores into a sequence of smaller ones corresponding to pores with different wall thicknesses. The results suggest the need to improve current pore size distrubution analysis methods to allow for pore wall heterogeneity. The density functional theory is further extended here to allow for interpore adsorbate interactions, and it appears that these interaction are negligible for small molecules such as nitrogen but significant for more strongly interacting heavier molecules such as butane, for which the traditional independent pore model may not be adequate.

O impacto energ��tico e as emiss��es de CO2 dos ve��culos el��ctricos em Portugal

Para a diminui����o da depend��ncia energ��tica de Portugal face ��s importa����es de energia, a Estrat��gia Nacional para a Energia 2020 (ENE 2020) define uma aposta na produ����o de energia a partir de fontes renov��veis, na promo����o da efici��ncia energ��tica tanto nos edif��cios como nos transportes com vista a reduzir as emiss��es de gases com efeito de estufa. No campo da efici��ncia energ��tica, o ENE 2020 pretende obter uma poupan��a energ��tica de 9,8% face a valores de 2008, traduzindo-se em perto de 1800 milh��es de tep j�� em 2015. Uma das medidas passa pela aposta na mobilidade el��ctrica, onde se prev�� que os ve��culos el��ctricos possam contribuir significativamente para a redu����o do consumo de combust��vel e por conseguinte, para a redu����o das emiss��es de CO2 para a atmosfera. No entanto, esta redu����o est�� condicionada pelas fontes de energia utilizadas para o abastecimento das baterias. Neste estudo foram determinados os consumos de combust��vel e as emiss��es de CO2 de um ve��culo de combust��o interna adimensional representativo do parque autom��vel. �� tamb��m estimada a previs��o de crescimento do parque autom��vel num cen��rio "Business-as-Usual", atrav��s dos m��todos de previs��o tecnol��gica para o horizonte 2010-2030, bem como cen��rios de penetra����o de ve��culos el��ctricos para o mesmo per��odo com base no m��todo de Fisher- Pry. �� ainda analisado o impacto que a introdu����o dos ve��culos el��ctricos tem ao n��vel dos consumos de combust��vel, das emiss��es de di��xido de carbono e qual o impacto que tal medida ter�� na rede el��ctrica, nomeadamente no diagrama de carga e no n��vel de emiss��es de CO2 do Sistema Electroprodutor Nacional. Por fim, �� avaliado o impacto dos ve��culos el��ctricos no diagrama de carga di��rio portugu��s, com base em v��rios perfis de carga das baterias. A introdu����o de ve��culos el��ctricos em Portugal ter�� pouca express��o dado que, no melhor dos cen��rios haver��o somente cerca de 85 mil unidades em circula����o, no ano de 2030. Ao n��vel do consumo de combust��veis rodovi��rios, os ve��culos el��ctricos poder��o vir a reduzir o consumo de gasolina at�� 0,52% e at�� 0,27% no consumo de diesel, entre 2010 e 2030, contribuindo ligeiramente uma menor depend��ncia energ��tica externa. Ao n��vel do consumo el��ctrico, o abastecimento das baterias dos ve��culos el��ctricos representar�� at�� 0,5% do consumo el��ctrico total, sendo que parte desse abastecimento ser�� garantido atrav��s de centrais de ciclo combinado a g��s natural. Apesar da maior utiliza����o deste tipo de centrais t��rmicas para produ����o de energia, tanto para abastecimento das viaturas el��ctricas, como para o consumo em geral, verifica-se que em 2030, o n��vel de emiss��es do sistema electroprodutor ser�� cerca de 46% inferior aos n��veis registados em 2010, prevendo-se que atinja as 0,163gCO2/kWh produzido pelo Sistema Electroprodutor Nacional devido �� maior quota de produ����o das fontes de energia renov��vel, como o vento, a h��drica ou a solar.

Efici��ncia energ��tica e a queima de combust��veis limpos

Mestrado em Engenharia Qu��mica

Auditoria e optimiza����o energ��tica �� sec����o de impregna����o de uma ind��stria t��xtil

Mestrado em Engenharia Qu��mica

An��lise e optimiza����o dos consumos de utilidades (vapor e energia el��ctrica) na Petibol ��� Embalagens de Pl��sticos, S.A.

Mestrado em Engenharia Qu��mica. Ramo optimiza����o energ��tica na ind��stria qu��mica.

Avalia����o energ��tica do Complexo Municipal de Piscinas de Folgosa

O presente trabalho insere-se no ��mbito do Mestrado de Engenharia Qu��mica, ramo Optimiza����o Energ��tica na Ind��stria Qu��mica e pretende-se efectuar a avalia����o energ��tica do Complexo Municipal de Piscinas de Folgosa, localizado no Concelho da Maia, tendo como principais bases os Decretos-Lei 78, 79 e 80 de 04 de Abril 2006. Uma vez que a ��rea ��til de pavimento do presente edif��cio �� superior a 1000 m2, encontra-se englobado no conceito de Grande Edif��cio de Servi��os (GES). A escolha do Complexo Municipal de Piscinas de Folgosa para a realiza����o do presente estudo prendeu-se com o facto de ser um objectivo da C��mara Municipal, mais concretamente do Departamento de Conserva����o e Manuten����o de Estruturas Municipais, dar inicio aos procedimentos necess��rios para a certifica����o energ��tica dos diversos edif��cios Municipais, aliado ao facto das piscinas serem um tipo de edif��cio desportivo de elevada complexidade em termos de gest��o, um grande consumidor de energia e possuidor de uma elevada diversidade de equipamentos. O objectivo principal ser�� o de caracterizar energeticamente o edif��cio e optimizar os consumos do mesmo, de forma a reduzir, n��o s�� os consumos energ��ticos e respectiva factura, mas tamb��m nas emiss��es dos gases de efeito de estufa (CO2), pelo que a ordem de trabalhos inclui a realiza����o de: - Avalia����o Energ��tica de acordo com o n.��1 do artigo 2�� e artigo 34�� do D. L. 79/2006; - Verifica����o dos Requisitos de Condu����o e manuten����o das instala����es de Aquecimento, Ventila����o e Ar Condicionado (AVAC); - Caracteriza����o Energ��tica do Edif��cio ��� ��ndice de Efici��ncia Energ��tica. A metodologia seguida baseou-se na utilizada para a realiza����o de uma auditoria energ��tica, sendo que foram contempladas as seguintes etapas: estudo pormenorizado da legisla����o referente �� certifica����o de edif��cios; realiza����o de um levantamento de consumos energ��ticos reais da instala����o (com base nas facturas energ��ticas); das suas caracter��sticas funcionais e levantamento dos v��rios equipamentos consumidores de energia. O Complexo Municipal de Piscinas de Folgosa �� uma instala����o cuja m��dia de consumo de energia el��ctrica nos ��ltimos tr��s anos foi de 445969 kWh/ano e de 87300 m3 de g��s natural, representando um consumo global de energia prim��ria de 174,85 tep/ano. De acordo com o Sistema de Certifica����o Energ��tica o ��ndice de Efici��ncia Energ��tica determinado �� de 54,50 kgep/m2 .ano. Uma vez que o IEE determinado �� superior ao valor de IEERefer��ncia existentes, o edif��cio estar�� obrigado ao cumprimento de um Plano de Racionaliza����o Energ��tica (PRE). �� apresentado um conjunto de medidas que visam uma redu����o do consumo de energia do edif��cio e consequentemente uma melhoria no ��ndice de Efici��ncia Energ��tica.

Auditoria energ��tica �� ind��stria t��xtil do Ave

A Ind��stria T��xtil do Ave S.A. (ITA) dedica-se, desde 1948, �� produ����o de componentes t��xteis para pneus em forma de fio torcido (corda) e tela. Estes componentes s��o quimicamente activados e impregnados em estufas, possibilitando assim a posterior ades��o ao pneu. A m��quina de impregnar corda Single End �� composta pelos grupos de estiragem, por um recipiente contendo a solu����o qu��mica e por 4 estufas em s��rie. A m��quina de impregnar tela Zell �� composta pelos grupos de estiragem, pelos acumuladores de sa��da e entrada, pelos recipientes com as solu����es qu��micas e por um grupo de 7 estufas em s��rie. O aquecimento das estufas �� feito atrav��s da queima de g��s natural. O presente trabalho teve como objectivo a realiza����o de uma auditoria energ��tica �� ITA com um especial destaque ��s m��quinas de impregnar corda (Single End) e tela (Zell). As correntes de entrada que contribuem para a pot��ncia t��rmica de impregna����o s��o a combust��o do g��s natural, o ar de combust��o, o ar fresco, o artigo em verde e as solu����es qu��micas. As correntes de sa��da correspondem aos gases de combust��o e exaust��o, ao artigo impregnado e ��s perdas t��rmicas. A auditoria �� m��quina Single End mostrou que a pot��ncia t��rmica de impregna����o �� de 413,1 kW. Dessa pot��ncia t��rmica, 77,2% correspondem �� combust��o do g��s natural, 6,7% ao ar de combust��o, 15% ao ar fresco, 0,7% ��s cordas em verde e 0,4% �� solu����o qu��mica. Da pot��ncia t��rmica de sa��da, 88,4% correspondem aos gases de combust��o e exaust��o, 3,2% ��s cordas impregnadas e 8,4% ��s perdas t��rmicas. Da auditoria �� m��quina Zell observou-se que a pot��ncia t��rmica de impregna����o �� de 5630,7 kW. Dessa pot��ncia, 73,3% corresponde �� combust��o do g��s natural, 1,6% ao ar de combust��o, 24,5% ao ar fresco, 0,3% �� tela em verde e 0,3% ��s solu����es qu��micas. Da pot��ncia t��rmica de sa��da, 65,2% correspondem aos gases de combust��o e exaust��o, 3,1% �� tela impregnada e 31,7% ��s perdas t��rmicas. Foram sugeridas como medidas de optimiza����o a redu����o dos caudais de exaust��o das estufas e o aumento de temperatura do ar fresco. O aumento da temperatura do ar fresco da m��quina de impregnar Single End para 50 ��C, usando ar quente dos torcedores, leva a uma poupan��a de 0,22 ���/h, com um per��odo de retorno do investimento de 13 anos e 4 meses enquanto o aumento para 120 ��C, usando o calor dos gases de combust��o e exaust��o, reduz os custos em 0,88 ���/h, sendo o per��odo de retorno para esse investimento de 2 anos e 6 meses. Na m��quina de impregnar Zell, uma redu����o de 15% no caudal de exaust��o numa das estufas leva a ganhos de 3,43 ���/h. O aumento de temperatura do ar fresco para 45 ��C, usando o calor de gases de combust��o e exaust��o, leva a uma poupan��a de 9,93 ���/h sendo o per��odo de retorno para cada uma das duas sugest��es de investimento de 5 meses e 9 meses.

Emiss��es de carbono: caracteriza����o do perfil de emiss��es de gases de efeito de estufa associadas �� Monteiro, Ribas - Embalagens Flex��veis, S.A.

A presente disserta����o tem como principal objectivo estimar as emiss��es de carbono resultantes das actividades da Monteiro, Ribas- Embalagens Flex��veis, S.A. A realiza����o do invent��rio de gases de efeito estufa permite que a Monteiro, Ribas- Embalagens Flex��veis, S.A, identifique quais as suas fontes emissoras e quantifique as emiss��es de gases de efeito estufa, permitindo criar estrat��gias de redu����o das mesmas. A elabora����o do invent��rio foi fundamentada nas directrizes do Greenhouse Gas Protocol, obedecendo aos princ��pios de relev��ncia, integrabilidade, consist��ncia, transpar��ncia e exactid��o. A metodologia adoptada utiliza factores de emiss��o documentados para efectuar o c��lculo das emiss��es de gases de efeito de estufa (GEE). Estes factores s��o r��cios que relacionam as emiss��es de GEE com dados de actividade espec��ficos para cada fonte de emiss��o. Como emiss��es directas (��mbito 1), foram quantificadas as emiss��es provenientes do uso de g��s natural nas caldeiras, consumo de vapor e de ��gua quente, e as emiss��es do ve��culo comercial da empresa. Como emiss��es indirectas de ��mbito 2, incluem-se as resultantes da electricidade consumida. As emiss��es indirectas estimadas de ��mbito 3 referem-se, no caso em estudo, ao transporte de res��duos, ao deslocamento de funcion��rios para a empresa e ��s viagens de neg��cio. Face ao tipo de emiss��es identificadas, criou-se uma ferramenta de c��lculo que cont��m todos os valores de factores de emiss��o que podem ser utilizados em fun����o das caracter��sticas espec��ficas dos dados de actividade relativos ��s v��rias fontes emissoras da Empresa. Esta ferramenta permitir��, no futuro, aperfei��oar o c��lculo das emiss��es, a partir de uma melhor sistematiza����o da informa����o dispon��vel. Com este trabalho tamb��m foi poss��vel identificar a necessidade de recolher e organizar alguma informa����o complementar �� j�� existente. O ano base considerado foi 2011. Os resultados obtidos mostram que, neste ano, as actividades da Monteiro, Ribas- Embalagens Flex��veis, S.A ser��o respons��veis pela emiss��o de 2968,6 toneladas de CO2e (di��xido de carbono equivalente). De acordo com a Decis��o 2007/589/CE da Comiss��o de 18 de Julho de 2007 conclui-se que a Monteiro, Ribas Embalagens e Flex��veis S.A. se enquadra na categoria de instala����es com baixo n��veis de emiss��es pois as suas emiss��es m��dias anuais s��o inferiores a 25000 toneladas de CO2e. Conclui-se que a percentagem maior das emiss��es estimadas (50,7 %) �� proveniente do consumo de electricidade (emiss��es indirectas, ��mbito 2), seguida pelo consumo de g��s natural (emiss��es directas) que representa 39,4% das emiss��es. Relacionando os resultados obtidos com a produ����o total da Monteiro, Ribas- Embalagens Flex��veis, S.A, em 2011, obt��m-se o valor de 0,65 kg de CO2e por cada quilograma de produto final. Algumas das fontes emissoras identificadas n��o foram incorporadas no invent��rio da empresa, nomeadamente o transporte das mat��rias-primas e dos produtos. Isto deve-se ao facto de n��o ter sido poss��vel compilar a informa����o necess��ria, em tempo ��til. Apesar de se tratar de emiss��es indirectas de ��mbito 3, consideradas opcionais, recomenda-se que num pr��ximo trabalho deste tipo, essas emiss��es possam vir a ser quantificadas. As principais incertezas associadas ��s estimativas de emiss��o dizem respeito aos dados de actividade uma vez que foi a primeira vez que a empresa realizou um invent��rio de gases de efeito de estufa. H�� informa����es mais espec��ficas sobre os dados de actividade que a empresa disp��e e que poder��, de futuro, sistematizar de uma forma mais adequada para a sua utiliza����o com este fim.

Estudo do reaproveitamento energ��tico de ar quente numa Olaria

Como o sector cer��mico �� um consumidor intensivo de energia, este trabalho teve como objectivo principal a elabora����o de um plano de optimiza����o do desempenho energ��tico da olaria n��mero tr��s da F��brica Cer��mica de Valadares. Para o efeito, efectuou-se o levantamento energ��tico desta frac����o aut��noma. O valor total obtido para os ganhos t��rmicos foi de 8,7x107 kJ/dia, sendo 82% desta energia obtida na combust��o do g��s natural. Por outro lado, as perdas energ��ticas rondam os 8,2x107 kJ/dia, sendo o ar de exaust��o e a envolvente os principais respons��veis, com um peso de 42 % e 38%, respectivamente. Tendo em conta estes valores, estudaram-se v��rias medidas de isolamento da cobertura, pavimento, paredes e sa��da de ar atrav��s de fendas do edif��cio. No caso do isolamento da cobertura sugeriu-se a substitui����o das telhas de fibrocimento e do isolamento actualmente existentes por pain��is sandwich de cobertura. Esta ac����o permite uma poupan��a de 64.796���/ano, com um investimento de 57.029��� e o seu per��odo de retorno de 0,9 anos. O Valor Actualizado L��quido (VAL) no 5�� ano foi de 184.069���, com uma Taxa Interna de Rentabilidade (TIR) de 92%. Para isolar o pavimento, sugeriu-se a utiliza����o de placas de poliuretano expandido (PU) de 20mm de espessura. Assim, consegue-se uma poupan��a de 7.442 ���/ano, com um investimento de 21.708���, e um tempo de retorno 2,9 anos. No final do 5�� ano de vida ��til do projecto, o VAL �� de 4.070��� e a TIR 7%. Relativamente ao isolamento das paredes e pilares, sugeriu-se a utiliza����o de placas de PU (30mm), recobertas com chapa de ferro galvanizado. O tempo de retorno do investimento �� de 1,5 anos, uma vez que, o investimento �� de 13.670��� e a poupan��a anual ser�� de 9.183���. Esta solu����o apresenta no ��ltimo ano um VAL de 12.835��� e uma TIR de 22%. No isolamento das fendas do edif��cio, sugeriu-se a redu����o de 20% da sua ��rea livre. Esta medida de optimiza����o implica um investimento de 8.000���, revelando-se suficientemente eficaz, pois apresenta um tempo de retorno de 0,67 anos. O VAL e a TIR da solu����o no ��ltimo ano de vida ��til do projecto de investimento s��o de 36.835��� e 35%, respectivamente. Por fim, sugeriu-se ainda a instala����o de um sistema de controlo que visa o aproveitamento de ar quente proveniente do forno, instalado no piso inferior �� olaria, para pr��-aquecer o ar alimentado aos geradores de calor. Esta medida implicaria um investimento de 4.000���, com um tempo de retorno de 2,4 anos e uma poupan��a anual �� de 1.686���. O investimento �� aconselh��vel, j�� que, no 5�� ano, o VAL �� de 1.956��� e a TIR �� de 17%.