Biomass Refinery as a Renewable Complement to the Petroleum Refinery

Biomass Refinery is a sequential of eleven thermochemical processes and one biological process with two initial basic treatments: prehydrolysis for lignocellulosics and low temperature conversion for biomass with medium-to-high content of lipids and proteins. The other ten processes are: effluent treatment plant, furfural plant, biodiesel plant, cellulignin dryer, calcination, fluidized bed boiler, authotermal reforming of cellulignin for syngas production, combined cycle of two-stroke low-speed engine or syngas turbine with fluidized bed boiler heat recovery, GTL technologies and ethanol from cellulose, prehydrolysate and syngas. Any kind of biomass such as wood, agricultural residues, municipal solid waste, seeds, cakes, sludges, excrements and used tires can be processed at the Biomass Refinery. Twelve basic products are generated such as cellulignin, animal feed, electric energy, fuels (ethanol, crude oil, biodiesel, char), petrochemical substitutes, some materials (ash, gypsum, fertilizers, silica, carbon black) and hydrogen. The technology is clean with recovery of energy and reuse of water, acid and effluents. Based on a holistic integration of various disciplines Biomass Refinery maximizes the simultaneous production of food, electric energy, liquid fuels and chemical products and some materials, achieving a competitive position with conventional and fossil fuel technologies, as well as payment capacity for biomass production. Biomass Refinery has a technical economical capability to complement the depletion of the conventional petroleum sources and to capture its GHGs resulting a biomass + petroleum ""green"" combination.

Impact of Manaus City on the Amazon Green Ocean atmosphere: ozone production, precursor sensitivity and aerosol load

As a contribution to the Large-Scale Biosphere-Atmosphere Experiment in Amazonia - Cooperative LBA Airborne Regional Experiment (LBA-CLAIRE-2001) field campaign in the heart of the Amazon Basin, we analyzed the temporal and spatial dynamics of the urban plume of Manaus City during the wet-to-dry season transition period in July 2001. During the flights, we performed vertical stacks of crosswind transects in the urban outflow downwind of Manaus City, measuring a comprehensive set of trace constituents including O(3), NO, NO(2), CO, VOC, CO(2), and H(2)O. Aerosol loads were characterized by concentrations of total aerosol number (CN) and cloud condensation nuclei (CCN), and by light scattering properties. Measurements over pristine rainforest areas during the campaign showed low levels of pollution from biomass burning or industrial emissions, representative of wet season background conditions. The urban plume of Manaus City was found to be joined by plumes from power plants south of the city, all showing evidence of very strong photochemical ozone formation. One episode is discussed in detail, where a threefold increase in ozone mixing ratios within the atmospheric boundary layer occurred within a 100 km travel distance downwind of Manaus. Observation-based estimates of the ozone production rates in the plume reached 15 ppb h(-1). Within the plume core, aerosol concentrations were strongly enhanced, with Delta CN/Delta CO ratios about one order of magnitude higher than observed in Amazon biomass burning plumes. Delta CN/Delta CO ratios tended to decrease with increasing transport time, indicative of a significant reduction in particle number by coagulation, and without substantial new particle nucleation occurring within the time/space observed. While in the background atmosphere a large fraction of the total particle number served as CCN (about 60-80% at 0.6% supersaturation), the CCN/CN ratios within the plume indicated that only a small fraction (16 +/- 12 %) of the plume particles were CCN. The fresh plume aerosols showed relatively weak light scattering efficiency. The CO-normalized CCN concentrations and light scattering coefficients increased with plume age in most cases, suggesting particle growth by condensation of soluble organic or inorganic species. We used a Single Column Chemistry and Transport Model (SCM) to infer the urban pollution emission fluxes of Manaus City, implying observed mixing ratios of CO, NO(x) and VOC. The model can reproduce the temporal/spatial distribution of ozone enhancements in the Manaus plume, both with and without accounting for the distinct (high NO(x)) contribution by the power plants; this way examining the sensitivity of ozone production to changes in the emission rates of NO(x). The VOC reactivity in the Manaus region was dominated by a high burden of biogenic isoprene from the background rainforest atmosphere, and therefore NO(x) control is assumed to be the most effective ozone abatement strategy. Both observations and models show that the agglomeration of NO(x) emission sources, like power plants, in a well-arranged area can decrease the ozone production efficiency in the near field of the urban populated cores. But on the other hand remote areas downwind of the city then bear the brunt, being exposed to increased ozone production and N-deposition. The simulated maximum stomatal ozone uptake fluxes were 4 nmol m(-2) s(-1) close to Manaus, and decreased only to about 2 nmol m(-2) s(-1) within a travel distance >1500 km downwind from Manaus, clearly exceeding the critical threshold level for broadleaf trees. Likewise, the simulated N deposition close to Manaus was similar to 70 kg N ha(-1) a(-1) decreasing only to about 30 kg N ha(-1) a(-1) after three days of simulation.

Exergy-based method for analyzing the composition of the electricity cost generated in gas-fired combined cycle plants

The proposed method to analyze the composition of the cost of electricity is based on the energy conversion processes and the destruction of the exergy through the several thermodynamic processes that comprise a combined cycle power plant. The method uses thermoeconomics to evaluate and allocate the cost of exergy throughout the processes, considering costs related to inputs and investment in equipment. Although the concept may be applied to any combined cycle or cogeneration plant, this work develops only the mathematical modeling for three-pressure heat recovery steam generator (HRSG) configurations and total condensation of the produced steam. It is possible to study any n x 1 plant configuration (n sets of gas turbine and HRSGs associated to one steam turbine generator and condenser) with the developed model, assuming that every train operates identically and in steady state. The presented model was conceived from a complex configuration of a real power plant, over which variations may be applied in order to adapt it to a defined configuration under study [Borelli SJS. Method for the analysis of the composition of electricity costs in combined cycle thermoelectric power plants. Master in Energy Dissertation, Interdisciplinary Program of Energy, Institute of Eletro-technical and Energy, University of Sao Paulo, Sao Paulo, Brazil, 2005 (in Portuguese)]. The variations and adaptations include, for instance, use of reheat, supplementary firing and partial load operation. It is also possible to undertake sensitivity analysis on geometrical equipment parameters. (C) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Desenvolvimento de um Sistema de Informação para Monitoramento e Diagnóstico de Desempenho Termodinâmico de uma Central Termelétrica com Motores de Combustão Interna

Um sistema de informação para o monitoramento e diagnóstico de desempenho de centrais termelétricas é uma ferramenta capaz de auxiliar no gerenciamento das atividades de manutenção. Portanto, esta dissertação tem por objetivo desenvolver um sistema de informação para o monitoramento e diagnóstico de desempenho termodinâmico em uma central termelétrica equipada com motores de combustão interna, sistema este capaz de ser implementado em uma aplicação em ambiente MS Windows. Neste trabalho, a condição de referência é estabelecida nas condições ISO com base em testes realizados na planta em operação, além de informações técnicas adicionais. Consequentemente, para o diagnóstico, o estado real é corrigido para a condição ISO. Mesmo assim, além do estado de referência definido, para maior confiabilidade dos resultados foi considerada outra base de comparação em função das informações do fabricante. Além disso, como a central termelétrica possui 20 unidades motogeradoras iguais, o sistema de informação desenvolvido mostrou-se prático comparar os parâmetros operacionais entre duas unidades quaisquer, visando uma análise independente da qualidade do modelo de referência.

Sistema de accionamento de pás móveis para turbina de impulso

A actual dependência mundial dos combustíveis fósseis e a crescente necessidade de redução do seu consumo têm culminado em novas directrizes de gestão de recursos de energia. A utilização de recursos energéticos renováveis apresenta-se como um caminho vital para o desenvolvimento sustentável da nossa sociedade. Assim sendo, a energia das ondas surge como potencial fonte de energia que muitos autores afirmam como sendo um dos sectores com maior potencial energético por metro quadrado de área. Contudo, esta ainda é uma tecnologia muito recente, que ainda evidencia uma grande diversidade de conceitos e que ainda se encontra numa fase inicial de demonstração. É neste contexto que foi criado o projecto CORES que visa desenvolver uma turbina de impulso com pás guia de posição variável, no âmbito do desenvolvimento de novos dispositivos e componentes para produção de energia através das ondas do mar. Neste trabalho será desenvolvido um sistema de accionamento de pás móveis para a turbina de impulso, tendo como principal objectivo o fabrico de um protótipo. Assim sendo, será realizado o desenvolvimento, dimensionamento e análise dos seus elementos móveis, bem como do sistema de actuação que melhor se adeqúe e permita um correcto funcionamento do conjunto.

A energia das ondas e o seu aproveitamento

As crises energéticas surgidas no decorrer do último século, incluindo a crise do petróleo, obrigaram o Homem a procurar cada vez mais fontes de energia alternativas e preferencialmente inesgotáveis. Desta situação, resultou uma forte aposta na exploração das fontes de energias renováveis, que são uma das principais alternativas para responder a um aumento de procura, e também, face às exigências de consumos actuais, beneficiando de ao se apostar numa energia limpa e renovável existir uma forte redução nos impactes ambientais que outras fontes de energia não apresentam. O aproveitamento dos recursos provenientes de fontes de energia renováveis para a produção de energia já existe há vários anos, e, em alguns casos, atingiram já um estado de maturidade considerável, como é caso da energia eólica. Em comparação, o mesmo já não acontece com a energia das ondas. Embora o oceano apresente um recurso com enorme potencial para ser explorado, incluindo as ondas e correntes oceânicas, os dispositivos tecnológicos necessários para a exploração deste recurso encontram-se maioritariamente ainda em fase experimental, havendo casos pontuais que atingiram a fase pré-comercial. Assim, não existe até à data um dispositivo padrão para a exploração da energia das ondas em grande escala, contrariamente ao que acontece com a energia eólica. Para esta situação, contribuiu o elevado número de dispositivos patenteados para a exploração da energia das ondas, nenhum deles com vantagens significativas relativamente a outros, e também, devido ao facto de a exploração deste tipo de energia não poder ser feito de igual modo na costa ou a muitos quilómetros dela. Na presente dissertação são apresentados alguns dos principais dispositivos existentes para a extracção de energia proveniente das ondas oceânicas, com especial atenção para os dispositivos de coluna de água oscilante.

Geoquímica de radionuclídeos naturais e biomonitoramento em área de mineração de carvão no sul do Brasil

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Eficiência energética e a queima de combustíveis limpos

Mestrado em Engenharia Química

Sustentabilidade patrimonial e energética

Dissertação de Mestrado, Engenharia do Ambiente, 12 de Junho de 2014, Universidade dos Açores.

Previsão de vento baseado em técnicas de Data Mining

Mestrado em Engenharia Electrotécnica – Sistemas Eléctricos de Energia

Central de produção de energia eléctrica a partir de energia solar térmica

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Estudo da implementação de uma central hídrica reversível na Ilha Terceira

Dissertação de Mestrado em Engenharia e Gestão de Sistemas de Água.

As preferências dos consumidores domésticos de eletricidade na ilha Terceira

Dissertação de Mestrado, Gestão e Conservação da Natureza, 18 de Maio de 2015, Universidade dos Açores.

Estudo técnico relativo à instalação de micro eólicas em edifícios urbanos para microprodução de energia eléctrica

O Planeta Terra tem vindo a ser fustigado pelas alterações climáticas resultado da poluição ambiental provocada pelo Homem. Com o objectivo de minimizar estes efeitos deletérios, os países mais desenvolvidos estabeleceram compromissos relativamente às emissões de gases com efeito de estufa, tendo por base o Protocolo de Kyoto. A iniciativa «Renováveis na Hora» é uma das medidas previstas no plano para a política de energia e alterações climáticas, apresentado em Fevereiro de 2008, pelo Ministério da Economia e da Inovação Português. Actualmente, em Portugal, existe um mercado emergente para a microgeração, que se rege segundo a legislação aplicada recentemente, que estabelece o novo regime jurídico aplicável à produção de energia por intermédio de unidades de microprodução. Esta iniciativa levará à criação de um novo paradigma de exploração e utilização de energia. Deste modo, é fundamental avançar com alguns alertas das condições de exploração. A energia eólica é umas das fontes renováveis em que o rendimento de conversão pode atingir valores interessantes (poderá ser superior a 50%) e em determinadas regiões o seu potencial é bastante bom, nomeadamente em zonas litorais e em zonas montanhosas. Em ambiente urbano é impraticável a instalação de grandes torres eólicas, mas a micro produção baseada em pequenas turbinas eólicas é perfeitamente possível e desejável. O propósito deste trabalho é realizar um estudo de cariz técnico acerca da instalação de um mini parque eólico num edifício urbano, tendo em conta todas as condicionantes (velocidade do vento, obstáculos na zona, altura de montagem, inter-distância entre aerogeradores). Foi realizado um software que irá auxiliar a escolha dos aerogeradores e inversores para o tipo de local onde vai ser instalado o parque eólico.

Caracterização do potencial eólico urbano: o caso de Lisboa

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização em Edificações