Meesauunin polttovyöhykkeen lämmönsiirron ja palamisen mallinnus

Tälle diplomityölle on antanut alkusysäyksen tarve kehittää käytössä olevaa meesauunin simulointiohjelmaa. Simulointiohjelma mallintaa meesauunin stationaaritilan toimintaa. Sillä voidaan tutkia uunin konstruktion muutosten vaikutuksia uunin toimintaan. Ohjelma on tehty 1980-luvun alkupuolella. Sen aikaisten tietokoneiden laskentatehojen vuoksi ohjelman käyttämään laskentamalliin on jouduttu tekemään joukko erilaisia yksinkertaistuksia laskenta-ajan lyhentämiseksi. Tässä diplomityössä keskityttiin tutkimaan meesauunin polttovyöhykkeen lämmönsiirron ja palamisen mallinnusta. Työssä luotiin aluksi tarvittavat massa- ja energiataseet sekä esitettiin tarvittavat lämmönsiirtoyhtälöt. Sen jälkeen kehitettiin uusi polttoaineen 1D-palamismalli. Palamismalli tehtiin VTT:n tekemien 3D-mallinnusten perusteella. Polttoaineina käytettiin maakaasua ja polttoöljyä. Uusi palamismalli lisättiin simulointiohjelmaan. Lisäksi simulointiohjelmasta muutettiin savukaasun emissiviteetin laskenta ja lämmönsiirto uunin ulkopinnasta ympäristöön. Tuloksena saatiin aikaan uusi tarkempi kuvaus lämmönsiirrosta ja palamisesta meesauunissa.

Measurement Problems and Problem-Solving in Kraft Pulping

Tämän työn tarkoituksena on koota yhteen selluprosessin mittausongelmat ja mahdolliset mittaustekniikat ongelmien ratkaisemiseksi. Pääpaino on online-mittaustekniikoissa. Työ koostuu kolmesta osasta. Ensimmäinen osa on kirjallisuustyö, jossa esitellään nykyaikaisen selluprosessin perusmittaukset ja säätötarpeet. Mukana on koko kuitulinja puunkäsittelystä valkaisuun ja kemikaalikierto: haihduttamo, soodakattila, kaustistamo ja meesauuni. Toisessa osassa mittausongelmat ja mahdolliset mittaustekniikat on koottu yhteen ”tiekartaksi”. Tiedot on koottu vierailemalla kolmella suomalaisella sellutehtaalla ja haastattelemalla laitetekniikka- ja mittaustekniikka-asiantuntijoita. Prosessikemian paremmalle ymmärtämiselle näyttää haastattelun perusteella olevan tarvetta, minkä vuoksi konsentraatiomittaukset on valittu jatkotutkimuskohteeksi. Viimeisessä osassa esitellään mahdollisia mittaustekniikoita konsentraatiomittausten ratkaisemiseksi. Valitut tekniikat ovat lähi-infrapunatekniikka (NIR), fourier-muunnosinfrapunatekniikka (FTIR), online-kapillaarielektroforeesi (CE) ja laserindusoitu plasmaemissiospektroskopia (LIPS). Kaikkia tekniikoita voi käyttää online-kytkettyinä prosessikehitystyökaluina. Kehityskustannukset on arvioitu säätöön kytketylle online-laitteelle. Kehityskustannukset vaihtelevat nollasta miestyövuodesta FTIR-tekniikalle viiteen miestyövuoteen CE-laitteelle; kehityskustannukset riippuvat tekniikan kehitysasteesta ja valmiusasteesta tietyn ongelman ratkaisuun. Työn viimeisessä osassa arvioidaan myös yhden mittausongelman – pesuhäviömittauksen – ratkaisemisen teknis-taloudellista kannattavuutta. Ligniinipitoisuus kuvaisi nykyisiä mittauksia paremmin todellista pesuhäviötä. Nykyään mitataan joko natrium- tai COD-pesuhäviötä. Ligniinipitoisuutta voidaan mitata UV-absorptiotekniikalla. Myös CE-laitetta voitaisiin käyttää pesuhäviön mittauksessa ainakin prosessikehitysvaiheessa. Taloudellinen tarkastelu pohjautuu moniin yksinkertaistuksiin ja se ei sovellu suoraan investointipäätösten tueksi. Parempi mittaus- ja säätöjärjestelmä voisi vakauttaa pesemön ajoa. Investointi ajoa vakauttavaan järjestelmään on kannattavaa, jos todellinen ajotilanne on tarpeeksi kaukana kustannusminimistä tai jos pesurin ajo heilahtelee eli pesuhäviön keskihajonta on suuri. 50 000 € maksavalle mittaus- ja säätöjärjestelmälle saadaan alle 0,5 vuoden takaisinmaksuaika epävakaassa ajossa, jos COD-pesuhäviön vaihteluväli on 5,2 – 11,6 kg/odt asetusarvon ollessa 8,4 kg/odt. Laimennuskerroin vaihtelee tällöin välillä 1,7 – 3,6 m3/odt asetusarvon ollessa 2,5 m3/odt.

Feeding habits of Ophichthus rufus (Anguilliformes, Ophichthidae) in the western Mediterranean

Ophichthus Rufus is a Mediterranean benthic fish with nocturnal habits. It lives in sand or mud bottoms at depths between 50 and 150m. Until now, nothing about its feeding habits was known. Stomach contents of 689 individuals, collected between 1985 and 1987, were analysed. The diet is basically composed of benthic organisms, among which the decapods processa canaliculata and Alpheus glaber and the teleost fish Callionymus maculatus are prominent. Young of both sexes and adult males have a euryphagic carnivorous diet, whereas adult females are closer to a stenophagic piscivorous diet

Ilmaan johdettavien päästöjen tarkkailun luotettavuus sellutehtaalla

Suomen ympäristönsuojelulaki (86/200) velvoittaa toiminnanharjoittajia olemaan selvillä päästöistään ja hakemaan ympäristöluvan ympäristön pilaantumisen vaaraa aiheuttavalle toiminnalle. Sellutehtaat tuottavat tietoa merkittävimmistä ilmaan johdettavista päästöistään mittaamalla niitä jatkuvatoimisesti. Tuloksia käytetään tiedottamisessa ja päätöksenteossa. Yksi tärkeimmistä käyttökohteista on ympäristöluvan ehtojen täyttymisen seuranta. Mittaustulosten on oltava luotettavia. Luotettavuutta voidaan arvioida vertailumittauksien ja mittausepävarmuustarkastelujen avulla. Tässä työssä määritettiin mittausepävarmuudet Imatran tehtaiden kuorikattilan (LCP-kattila) NOX-mittaukselle sekä sellutehtaan meesauunien ja soodakattiloiden mittauksille. Tämän jälkeen tarkasteltiin, kuinka mittausepävarmuus huomioidaan ympäristö¬luparajaseurannassa. Lopuksi arviointiin, kuinka jatkuvatoimisten mittalaitteiden laadunvarmistusstandardia SFS-EN 141481 voidaan soveltaa Imatran tehtailla. Tarkastellut jatkuvatoimiset mittaukset todettiin varsin luotettaviksi. Etenkin NOx¬mittaukset ovat luotettavia. Kuorikattila 2:lla luotettavuutta heikentää mittauspaikan epä¬edustavuus. Rikin yhdisteiden (SO2 ja TRS) mittausten luotettavuus on alhaisempi, koska mitattavat pitoisuudet ovat pieniä. Mittausten luotettavuus on kuin vertailumittausten. Kuorikattila 2:lla Mittausepävarmuus huomioidaan NOX-pitoisuuden lupaseurannassa LCP-asetuksen mukaisesti. Sellutehtaan TRS-päästöillä mittausepävarmuus voidaan huomioida joko LCP-asetuksen mukaisesti tai tilastomatemaattisesti. Kummallakin tavalla saadaan negatiivisia luparajaan verrattavia keskiarvoja. Standardia SFS-EN 141481 voidaan soveltaa kuorikattilalla mutta sellutehtaalla se voi olla epäkäytännöllistä, eikä välittömästi paranna mittausten luotettavuutta

Determinação condutométria de carbonato residual do calcário aplicado no solo por análise em fluxo

The objective of this study was to evaluate a flow injection system for determination of residual CO3(2-) in soil amended with lime material. It was used a closed system were the CO2 released from soil sample acidified with 0.5 mol L-1 HCl was capted in a 0.2 mol L-1 NaOH solution. After 16h the capted CO2 was determined by conductivimetry using a flow injection system. The results obtained by the proposed method were significantly correlated with those reported in soil samples used by the International Soil Analytical Exchange Programe. The regression equation was: y = 0.987x -- 0.075 r = 0.996, P > 0.01. For acid soils amended with CaCO3 the method showed a deviation error of 2.7%, detection limit was 0.077 mmol kg-1 of CO3(2-), and a recovery of 99.7% of the total CO3(2-) added in soil sample. The method was easily adapted for routine determination of residual CO3(2-) in soil samples with an analytical frequency of 40 samples per hour.

Determinação em fluxo do carbonatoresidual do solo empregando pervaporação

The objective of this study was to develop a method for the direct determination of residual CO3(2-) in acid soil using a flow system coupled with pervaporation. The gas released from the acidified sample was separated though a hydrophobic membrane and detected by conductivimetry. The detection limit was 0.054 mmol c kg-1 for CO2/CO3(2-) with relative error of 3.1%. The analytical frequency was 20 samples per hour. The method is recommended for studying the reactions and kinetics of lime applied in acid soils.

Incorporação de CuSO4 residual em argamassa, como método de disposição final

Residual CuSO4 was incorporated into the mass utilized for cement preparation. To a cement mass with 1:0.5:5 of cement, lime and sand to 0.25, 0.50, 0.75 and 1.00% of residual CuSO4 were added. The sulfate was mixed separately with lime and water to induce metal precipitation. The hardened test bodies were submerged in Milli-Q water for three months. No Cu was detected in the water by Atomic Absorption Spectrometry. The best proportion for mechanical resistance and porosity is 0.50%. The cement is adequate for non-structural objects.

Kalkin sammutus kalsiumkarbonaatin saostuksessa

Tässä työssä tutkittiin sammutetun kalkin vaikutusta kalsiumkarbonaatin saostamiseen ja saostetun kalsiumkarbonaatin ominaisuuksiin. Työn kirjallisuusosa käsittelee mm. kalkin sammutusta yleisesti, sammutuslaitteita, sammutetun kalkin ominaisuuksiin ja agglomeroitumiseen vaikuttavia tekijöitä sekä partikkelikoon analyysimenetelmiä. Kirjallisuusosan mukaan sammutusolosuhteilla sekä sammutuslaitteilla on vaikutusta sammutetun kalkin ominaisuuksiin. Työn kokeellisessa osassa tutkittiin kalkin sammutuksen vaikutusta kalsiumkarbonaatin saostamiseen sekä saostetun kalsiumkarbonaatin ominaisuuksiin. Sammutuskokeet tehtiin neljällä eri sammutuslaitteella ja sammutettavina kalkkeina käytettiin neljää ominaisuuksiltaan erilaista poltettua kalkkia. Karbonoinnit suoritettiin sekä laboratorio- että pilot-laitteilla. Lisäksi tutkittiin neljän lisäaineen; natriumdodekyylisulfaatin, trietanoliamiinin, lignosulfonaatin sekä sakkaroosin vaikutusta kalkin sammuttamiseen sekä miten lisäaineen käyttäminen sammutuksessa vaikuttaa kalsiumkarbonaatin saostamiseen. Tulosten perusteella kalkin sammutuksella on vaikutusta kalsiumkarbonaatin saostamiseen ja saostetun kalsiumkarbonaatin ominaisuuksiin. Eri sammutusmenetelmillä sammutetuilla kalkeilla on mm. erilainen vaikutus karbonointiaikaan. Myös lisäaineet vaikuttavat mm. sammutetun kalkin ominaispinta-alaan ja partikkelin muotoon. Lisäaineet lisäksi pidentävät karbonointiaikaa ja vaikuttavat saostettujen kalsiumkarbonaattipartikkeleiden agglomeroitumiseen.

Descrições de técnicas da química na produção de bens de acordo com os relatos dos naturalistas viajantes no Brasil colonial e imperial

European naturalists explored Brazil in long scientific expeditions and published accounts that make up a rich and still largely untapped historiographic source for the understanding of the history of chemistry. The production of indigo dye, the manufacture of limestone, extraction and purification of saltpeter and the production of salt are discussed. Lime was used to whitewash walls and, mixed with whale oil, as cement to glue stones in buildings of the colonial period. It was prepared by burning seashells in specifically designed ovens. Saltpeter was produced by reacting naturally occurring calcium and magnesium nitrate with potassium-rich wood ashes to yield KNO3. NaCl was obtained by evaporating seawater under the sun. Indigo, a native plant, was cultivated and processed to produce the renowned dye, which was exported to Europe.

Estudo sobre a utilização da lama vermelha para a remoção de corantes em efluentes têxteis

Red mud is the principal residue of the alumina (Al2O3) industry. Generated during the Bayer process, it is characterized by strong alkalinity and ion exchange. Iron oxides are the principal component (30 to 60%). Annually millions of tons of red mud are generated in the world. Red mud disposal is responsible for a large part of the cost of alumina production. On the other hand, textile industry wastewaters containing dyes have a great impact on the environment and on human health. In this paper the possibility of applying red mud for the removal of dyes was investigated by two processes: adsorption and degradation by the Fenton reagent.

Arsenic mobilization from sulfidic materials from gold mines in Minas Gerais State

Acid drainage results from exposition of sulfides to the atmosphere. Arsenopyrite is a sulfide that releases arsenic (As) to the environment when oxidized. This work evaluated the As mobility in six sulfidic geomaterials from gold mining areas in Minas Gerais State, Brazil. Grained samples (<2 mm) were periodically leached with distilled water, during 70 days. Results suggested As sorption onto (hydr)oxides formed by oxidation of arsenopyrite. Low pH accelerated the acid generation, dissolving Fe oxihydroxides and releasing As. Presence of carbonates decreased oxidation rates and As release. On the other hand, lime added to a partially oxidized sample increased As mobilization.

Adsorção competitiva de inibidor de corrosão usado em poços de perfuração de petróleo sobre aço, esmectita e arenito

A commercial corrosion inhibitor used in petroleum production was characterized by means of infrared spectroscopy and energy dispersive spectroscopy (EDS). Predicting the adsorption behavior of corrosion inhibitor onto steel, sandstone and esmectite is the key to improve working conditions. In this study, the adsorption kinetics of inhibitor formulations in HCl 15% or in Mud Acid (HCl 13,5% and ammonium bifluoride) onto steel, sandstone and esmectite was determined by means of spectrophotometry. Kinetic parameters indicated that adsorption of inhibitor in the presence of bifluoride was favored. Moreover, the adsorption constant rate was the largest when the substrate was esmectite.

Óleo essencial de limão no ensino da cromatografia em camada delgada

This paper describes a simple experiment employing the essential oil of limes which can be applied in undergraduate organic chemistry laboratory classes for the teaching of thin layer chromatography (TLC). The experiment consists in submit lime peel oil to TLC separation employing hexane and dichloromethane as the eluents and five different systems for visualization of the chromatogram. In one experiment it is possible to teach the different variables of the TLC technique. This experiment may also be performed following vapor distillation and liquid-liquid extraction technique in experimental classes.

Efecto del secado térmico y el tratamiento alcalino en las características microbiológicas y químicas de biosólidos de plantas de tratamiento de aguas residuales domésticas

We evaluated the effect of thermal drying (60 to 75 ºC and times from 0 to 12.58 h) and alkaline treatment (Ca(OH)2 and CaO at doses from 8 to 10%.) on the microbiological and chemical characteristics of biosolids from the Cañaveralejo WWTP. The results showed that in thermal drying all temperatures studied were sufficient to achieve the sanitation of biosolids. In the alkaline treatment the two types of lime showed the total elimination of fecal coliforms, E. coli and helminth eggs, however, the process of alkalization of biosolids had significant influences on organic carbon and calcium.

Adsorção do corante Reativo Azul 19 em solução aquosa por lama vermelha tratada quimicamente com peróxido de hidrogênio

Adsorption of Reactive Blue 19 dye onto activated red mud was investigated. Red mud was treated with hydrogen peroxide (LVQ) and heated at both 400 ºC (LVQ400) and 500 ºC (LVQ500). These samples were characterized by pH, specific surface area, point of zero charge and mineralogical composition. Adsorption was found to be significantly dependent on solution pH, with acidic conditions proving to be the most favorable. The adsorption followed pseudo-second-order kinetics. The Langmuir isotherm was the most appropriate to describe the phenomenon of dye removal using LVQ, LVQ400 and LVQ500, with maximum adsorption capacity of 384.62, 357.14 and 454.54 mg g-1, respectively.