Utilização do cavaco de madeira como combustível alternativo para a produção de vapor de água em uma caldeira aquatubular com grelha fixa do tipo PIN HOLE

The steady increase in the price of oil and its derivatives, carbon credits, the concern with the environment combined with the precipitation of rain water and lack of water resources that Brazil has suffered in 2014 caused a migration of participation sources of energy in the Brazilian energy matrix. The hydropower sector suffered big drop at 2013 and is suffering so far, contributing thus to the generation and cogeneration of thermal energy using renewable energy sources such as: sugarcane bagasse, wood chips, rice husks, among others. The selling price of the electricity market reached the level of R$ 807, 00 MWh in January 2014 (Source: ANEEL), heating the Brazilian thermoelectric sector. Although thermoelectric use in bulk water as vaporizing fluid to produce electricity and use in various processes, water reuse plans have become an important factor in these industries. The increased use of biomass has been the bagasse which is allied to the sugarcane sector, strong market in Brazil, and consists basically use the rest of sugar cane, sugarcane industries that would play out. The sugar and ethanol industry is very unstable and only lasts for 6-8 months a year, and the remaining time in the period known as between crop that corresponds to the planting and harvesting of sugarcane and then enter the period of vintage which is the constant cane harvesting and crushing it. This instability of the market and the thermoelectric idle period leads the thermoelectric industries to seek other sources of renewable energy, such as wood chips (pine, Eucalyptus, Orange), rice husk, sorghum among others, to not be dependent on alcohol sector. The present work aims to study the use of wood chips as an alternative biomass for burning a fuel that essentially uses bagasse, the thermoelectric in question consists of two boilers that produce together 350 t / h ... (Complete Abstract click electronic access below)

Substituição do diesel usado nos queimadores industriais por álcool combustível

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Quantificação da fracção de carbono neutro nos resíduos com potencial para valorização energética

A queima de combustíveis fósseis é a maior intervenção humana sobre o clima global, representando cerca de 80% das emissões antropogénicas de GEE. Nesta dissertação é estudada a opção de substituição de um combustível fóssil por um combustível rico em Biomassa (refugos do embalão e rejeitados de TMB), de maneira a reduzir as emissões de CO2. Estes dados foram analisados à luz do CELE, como forma de obtenção de créditos de carbono para o Protocolo de Quioto resultantes da queima de carbono neutro cujas emissões não são contabilizadas no balanço nacional de emissões. Esta redução das emissões de GEE associada ao desvio de resíduos dos aterros constitui vantagens significativas indicando o CDR como um combustível com potencial. Para o refugo do embalão foram obtidos valores de Biomassa de cerca 36% e para a fracção Não Biomassa de 55% enquanto que o rejeitado do TMB apresenta 72% de Biomassa e 14% de Não Biomassa. Os resultados obtidos permitiram concluir que a queima destes combustíveis ricos em Biomassa é uma solução viável para a redução das emissões de CO2 para uma percentagem de 20% quando comparada com a queima de 100% de um combustível fóssil (redução de 20 843 tCO2/ano para o refugo do embalão e de 44 371 tCO2/ano para o rejeitado de TMB). No entanto, apesar dos benefícios apontados, características como a heterogeneidade do material e a elevada humidade têm de ser tidas em consideração na utilização destes combustíveis. Palavras-chave: CO2, Biomassa, carbono neutro, CDR, comércio de emissões, combustível alternativo.

Quantificação de metais em resíduos para valorização energética

Este trabalho tem como objectivo a quantificação de metais (Alumínio, Bário, Cádmio, Chumbo, Cobalto, Cobre, Crómio, Estanho, Níquel, Potássio, Selénio, Sódio, Antimónio, Vanádio, Zinco e Mercúrio), em resíduos com potencial para valorização energética, em particular o refugo da estação de triagem do embalão de Palmela e o rejeitado do TMB da Central de Setúbal. A partir destes resíduos pode produzir-se RDF que é um combustível heterogéneo e de elevado PCI, que é utilizado em diversos países Europeus, como a Alemanha, a Itália e a Holanda como combustível alternativo. Este tipo de combustível tem especial pertinência devido ao Protocolo de Quioto e à Directiva das Energias Renováveis, que sugerem a substituição dos combustíveis fósseis. Assim, indústrias como cimenteiras, produtoras de gesso, termoeléctricas entre outras podem fazer uso destes combustíveis de forma a cumprir alguns dos requisitos exigidos nestes documentos. Neste trabalho estudou-se o comportamento dos resultados dos metais relativamente à distribuição Normal, e sempre que possível, associaram-se intervalos com 95% de confiança para as médias, e fez-se uma comparação final entre os dois resíduos estudados. Seguidamente, fez-se a comparação dos valores das médias e dos máximos obtidos para os metais, com a Norma CEN/TC 343, com as Normas da Secil, EURITS, Alemanha, Finlândia, Itália e Suécia. Verificaram-se incumprimentos em todas as Normas estudadas, para ambos os resíduos, com excepção da Norma CEN/TC 343 e da Norma da Finlândia, segundo as quais estes resíduos podem ser usados na produção de RDF.

CDR, um resíduo ou um produto, e a sua viabilidade técnico-económica: análise do estudo do caso

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, Perfil Engenharia Sanitária

Caracterização de combustíveis derivados de resíduos obtidos a partir de resíduos industriais não perigosos

Numa década em que Portugal tem vindo a efectuar uma aposta clara nas energias renováveis, com vista a adquirir uma maior independência energética, os Combustíveis Derivados de Resíduos (CDR)surgem como uma via a explorar. A sua utilização terá de ser avaliada sob duas perspectivas, a obtenção de um combustível alternativo e, simultaneamente, a evolução na pirâmide da hierarquia da gestão integrada dos resíduos, minimizando a sua deposição em aterro. Como objectivos gerais desta dissertação destacam-se a caracterização físico-química de Combustível Derivado de Resíduos produzido a partir de resíduos industriais não perigosos e o estudo da influência da alteração da linha de produção na qualidade do produto final. Assim, o estudo aqui apresentado permite acrescentar algum conhecimento sobre a composição e características da fracção de maior poder calorífico presente nos resíduos industriais não perigosos. Para alcançar este objectivo realizaram-se duas campanhas de recolha de amostras e respectiva caracterização do poder calorífico inferior (PCI), da humidade, do cloro e de metais pesados, de acordo com normas internacionais. As campanhas foram separadas por aproximadamente um ano ao qual corresponderam linhas produtivas distintas. Em paralelo caracterizou-se o teor em biomassa e em carbono biogénico no CDR e nos Finos de modo a permitir, a futuros utilizadores, encararem estes combustíveis como contendo fracções de fontes de carbono de origem não fóssil e deste modo não serem tributáveis no âmbito do Comércio Europeu de Licenças de Emissão. Dos resultados mais relevantes realça-se que em média o CDR em estudo possui um teor em biomassa de 60 %, um PCI de 4000 cal/g, um teor em cloro de 1 % m/m (matéria seca), uma humidade de 6 % e uma concentração média em mercúrio inferior a 0,005 mg/MJ. Com os valores obtidos, o CDR enquadra-se na classe 3, para os parâmetros PCI e cloro, e na classe 1 para o mercúrio, segundo a classificação contemplada na NP 4486:2008. Os resultados permitem assim concluir sobre a adequabilidade do produto para valorização energética. O tratamento estatístico revelou que a quantidade de amostras analisadas foram genericamente suficientes para a caracterização da fracção de biomassa, do PCI e do cloro e insuficientes na determinação do teor em metais. No que respeita ao impacto da alteração da linha de produção nas características dos produtos verifica-se que no CDR não se evidenciou uma relação directa. Relativamente à qualidade dos Finos denota-se uma variação no teor em biomassa derivada do facto da distribuição granulométrica ser diferente e consecutivamente a composição não ser idêntica.

Métodos inovadores para a bio-secagem do CDR produzido na linha de processo da unidade de Tratamento Mecânico e Biológico (TMB) – Caso de estudo na VALNOR SA

A presente dissertação foca-se em métodos inovadores para a bio-secagem do Combustível Derivado de Resíduos (CDR) produzido na linha de Tratamento Mecânico de Biológico (TMB), na VALNOR SA. O CDR representa 25 a 35% dos resíduos indiferenciados tratados numa unidade de TMB e que resulta do refugo e rejeitados retirados na linha de triagem mecânica e no processo de afinação do composto orgânico. O CDR pode ser utilizado como combustível alternativo ao combustível fóssil em centrais de co-geração e/ou cimenteiras. No caso da indústria cimenteira, a secagem do CDR é fundamental (a humidade média é de 40 a 50% e, terá de se reduzir para 20% ou inferior) de modo a aumentar o seu Poder Calorífico Inferior (PCI), para maior eficiência energética no processo produtivo nos fornos do clínquer e dar cumprimento à redução de utilização dos combustíveis fósseis que a União Europeia pretende. Com este trabalho, contribuiu-se com mais um passo no sentido de se viabilizarem as melhores opções técnico-ambientais e económicas para se cumprirem os objetivos prioritários no domínio da valorização dos resíduos passando a ser um recurso ou produto. Com efeito a substituição do combustível fóssil por um combustível alternativo do tipo do CDR não só se traduz em benefícios ambientais, nomeadamente a redução de deposição em aterro, a redução das emissões de Gases com Efeito de Estufa (GEE) e o cumprimento dos objetivos e metas do Plano Estratégico para os Resíduos Sólidos Urbanos (PERSU) 2020, como também enquadra evidentes vantagens económicas enquanto recurso alternativo e minimiza o valor do instrumento financeiro da Taxa de Gestão de Resíduos (TGR) que se prevê aumentar significativamente até 2020 no que respeita à deposição de resíduos/refugos/rejeitados em aterro.

Desempenho de motor ciclo Diesel em bancada dinamométrica utilizando misturas diesel/biodiesel

Diante da previsão de escassez do petróleo, o éster etílico (biodiesel) tem-se apresentado como excelente opção de combustível alternativo para motores ciclo Diesel. As características do biodiesel são semelhantes às do diesel em termos de viscosidade e poder calorífico, podendo ser utilizado sem adaptações nos motores. Para a realização deste trabalho, utilizou-se de motor ciclo Diesel, de injeção direta, com quatro cilindros, sem adaptações. O motor foi acoplado a um dinamômetro e sistemas de aquisição de dados auxiliares. Avaliaram-se os desempenhos de torque, de potência e de consumo específico de combustível para as seguintes misturas diesel/éster etílico de soja: B2, B5, B10, B20, B50, B75 e B100. O melhor desempenho registrado deu-se com a mistura B20.

Influência das variáveis de processo na alcoólise enzimática de óleo de mamona

O potencial de aplicação de lipases em processos biotecnológicos para a modificação de óleos e gorduras tem sido objeto de grande interesse nos meios científico, econômico e industrial nos últimos anos. Além da atividade de hidrólise de ésteres, as lipases podem catalisar uma grande variedade de reações de esterificação, transesterificação e poliesterificação. A transesterificação inclui acidólise, interesterificação e alcoólise. Neste trabalho reações de alcoólise de óleo de mamona para produção de ésteres de ácidos graxos foram estudadas devido a sua importância na obtenção de, por exemplo, agentes de antifricção, emulsificantes, intermediários para produzir uma numerosa quantidade de oleoquímicos e combustível alternativo ao diesel e/ou aditivo ao diesel de petróleo (biodiesel). Neste contexto, foi estudada a etanólise enzimática de óleo de mamona com lipase comercial (Lipozyme IM) usando n-hexano como solvente. Os experimentos foram realizados variando a temperatura, as concentrações de água e enzima no meio reacional e a razão molar óleo-etanol, de acordo com um planejamento de experimentos pré-estabelecidos. Um modelo empírico foi utilizado para avaliar a influência das variáveis de processo no rendimento e, desta forma, as condições de operação que maximizam a produção de ésteres foram estabelecidas para a enzima utilizada.

O mercado de gás natural veicular em Curitiba : visão dos taxistas

O tema do presente estudo consiste na análise da demanda do mercado de taxistas de Curitiba frente à possibilidade de utilização de um combustível alternativo menos oneroso e poluente: o Gás Natural Veicular – GNV. O objetivo principal deste trabalho foi de analisar o mercado atual do GNV entre os taxistas de Curitiba, verificando a possibilidade de ampliar do uso do GNV por esta frota através de uma pesquisa de mercado. Os dados da pesquisa servirão de subsídios para campanhas de marketing orientadas à ampliação acelerada do uso desta tecnologia. Para tanto, realizou-se uma pesquisa de satisfação para levantar os fatores determinantes para a tomada de decisão dos taxistas de Curitiba de utilizarem ou não um combustível alternativo menos oneroso e poluente como o Gás Natural Veicular – GNV. O estudo visou obter a percepção dos taxistas de Curitiba. Com base nos resultados da pesquisa foi possível estabelecer subsídios para campanhas de marketing orientadas à ampliação acelerada do uso desta tecnologia. Para realização da pesquisa, utilizou-se uma pesquisa exploratória, com entrevistas individuais da cúpula das organizações que trabalham com o Gás Natural, prospectando novos projetos para o futuro e as perspectivas de evolução do mercado de GNV em Curitiba, a qual forneceu subsídios para a pesquisa quantitativa junto aos taxistas da cidade de Curitiba. Constatou-se que somente 36% do público estudado é usuário de gás natural veicular, mas entre os não usuários, 82% já pensou em instalar o kit gás. As principais razões pelas quais os taxistas pesquisados não utilizam o GNV são a perda de espaço no porta-malas e a perda de potência do veículo. Entre os taxistas que utilizam o GNV, no que tange aos atributos relacionados à rede de distribuição, a maior insatisfação refere-se à localização dos postos e a maior satisfação às eventuais filas para abastecimento. Nesses mesmos atributos o que obteve maior índice de importância foi justamente a localização dos postos. Entre os atributos relacionados ao produto, o maior índice de satisfação foi o nível de poluição ambiental e a maior insatisfação espaço para armazenamento, sendo o desempenho do veículo considerado o mais importante. Quanto aos atributos relacionados aos equipamentos, verificou-se a segurança com o maior índice de satisfação e de importância.

Síntese, caracterização e aplicação de LaSBA-15 e como catalisador para obtenção de biodiesel de soja via rota etílica

Biodiesel is an alternative fuel, renewable, biodegradable and nontoxic. The transesterification of vegetable oils or animal fat with alcohol is most common form of production of this fuel. The procedure for production of biodiesel occurs most commonly through the transesterification reaction in which catalysts are used to accelerate and increase their income and may be basic, acid or enzyme. The use of homogeneous catalysis requires specific conditions and purification steps of the reaction products (alkyl ester and glycerol) and removal of the catalyst at the end of the reaction. As an alternative to improve the yield of the transesterification reaction, minimize the cost of production is that many studies are being conducted with the application of heterogeneous catalysis. The use of nano-structured materials as catalysts in the production of biodiesel is a biofuel alternative for a similar to mineral diesel. Although slower, can esterify transesterified triglycerides and free fatty acids and suffer little influence of water, which may be present in the raw material. This study aimed at the synthesis, characterization and application of nano-structured materials as catalysts in the transesterification reaction of soybean oil to produce biodiesel by ethylic route. The type material containing SBA-15 mesoporous lanthanum embedded within rightly Si / La = 50 was used catalyst. Solid samples were characterized by X-ray diffraction, thermogravimetric analysis, infrared spectroscopy, nitrogen adsorption and desorption. For the transesterification process, we used a molar ratio of 20:1 alcohol and oil with 0.250 g of catalyst at 60°C and times of 6 hours of reaction. It was determined the content of ethyl esters by H-NMR analysis and gas chromatography. It was found that the variable of conversion obtained was 80%, showing a good catalytic activity LaSBA-15 in the transesterification of vegetable oils via ethylic route

Avaliação da eficiência de catalisadores comerciais na obtenção de biodiesel de algodão (Gossipium hisutum L.)

The increasing demand for energy and the environment consequences derived from the use of fossil energy, beyond the future scarcity of the oil that currently is the main power plant of the world, it stimulated the research around the production of biodiesel. In this work the synthesis of biodiesel of cotton in the methyl route was carried through, for had been in such a way used catalyst commercial homogeneous, Na-Methylat and the K-Methylat, aiming to the evaluation of the efficiency of them. An experimental planning 23 was elaborated aiming to evaluate the influence of the variable (molar reason oil/alcohol, % of catalyst and temperature) in the process as well as indicating the excellent point of operation in each case. The biodiesel was analyzed by gaseous chromatography, indicating a conversion of 96,79% when used Na-Methylat® as catalytic, and 95,65% when the K-Methylat® was used. Optimum result found with regard to the conversion was obtained at the following conditions: molar reason oil/alcohol (1:8), temperature of 40°C and 1% of catalyst Na-Methylat, reaching a 96,79% conversion, being, therefore, above of the established for the European norm (96.5%). The analysis of regression showed that the only significant effect for a confidence level of 95%, was of the changeable temperature. The variance analysis evidenced that the considered model is fitted quite to the experimental response, being statistically significant; however it does not serve inside for make forecasts of the intervals established for each variable. The best samples were analyzed by infra-red (IR) that identified the strong bands of axial deformation C=O of methylic ester, characterized through analyses physicochemical that had indicated conformity with the norms of the ANP, that with the thermal and rheological analyses had together evidenced that biodiesel can be used as combustible alternative in substitution to diesel

Formulação de novos combustíveis base diesel: avaliação de desempenho e emissões

The industry, over the years, has been working to improve the efficiency of diesel engines. More recently, it was observed the need to reduce pollutant emissions to conform to the stringent environmental regulations. This has attached a great interest to develop researches in order to replace the petroleum-based fuels by several types of less polluting fuels, such as blends of diesel oil with vegetable oil esters and diesel fuel with vegetable oils and alcohol, emulsions, and also microemulsions. The main objective of this work was the development of microemulsion systems using nonionic surfactants that belong to the Nonylphenols ethoxylated group and Lauric ethoxylated alcohol group, ethanol/diesel blends, and diesel/biodiesel blends for use in diesel engines. First, in order to select the microemulsion systems, ternary phase diagrams of the used blends were obtained. The systems were composed by: nonionic surfactants, water as polar phase, and diesel fuel or diesel/biodiesel blends as apolar phase. The microemulsion systems and blends, which represent the studied fuels, were characterized by density, viscosity, cetane number and flash point. It was also evaluated the effect of temperature in the stability of microemulsion systems, the performance of the engine, and the emissions of carbon monoxide, nitrogen oxides, unburned hydrocarbons, and smoke for all studied blends. Tests of specific fuel consumption as a function of engine power were accomplished in a cycle diesel engine on a dynamometer bench and the emissions were evaluated using a GreenLine 8000 analyzer. The obtained results showed a slight increase in fuel consumption when microemulsion systems and diesel/biodiesel blends were burned, but it was observed a reduction in the emission of nitrogen oxides, unburned hydrocarbons, smoke index and f sulfur oxides

Avaliação termoanalítica da eficiência de antioxidantes na estabilidade oxidativa do biodiesel de mamona

The biodiesel is defined as the mono-alkyl ester derived from long-chain fatty acids, from renewable sources such as vegetable oils or animal fat, whose use is associated with the replacement of fossil fuels in diesel engine cycle. The biodiesel is susceptible to oxidation when exposed to air and this process of oxidation affects the quality of fuel, mainly due to long periods of storage. Because of this, the oxidation stability has been the focus of numerous researches since it directly affects the producers, distributors and users of fuel. One of the possibilities to increase the resistance of biodiesel is the autoxidation treatment with inhibitors of oxidation. The antioxidants can be used as potential inhibitors of the effects of oxidation on the kinematic viscosity and the index of acidity of biodiesel, thereby increasing oxidative stability. This work aims to examine the efficiency of antioxidants, α-tocopherol and butylated hydroxy-toluene (BHT), added the biodiesel content of remembrance through Pressurized-Differential Scanning Calorimetry (P-DSC), Thermogravimetry (TG) and Petrology. The results showed that the use of antioxidant BHT, at the concentration of 2000ppm, increased resistance to oxidation of the biodiesel and oxidative induction time (OIT), which is a better result as antioxidant than the α-tocopherol. With the thermogravimetric analysis, it was observed that the biodiesel presented an initial decomposition temperature of lower tendency than that of oil, demonstrating to be more volatile, bearing great similarity to the diesel and being characterized as an alternative fuel. The rheological analysis indicated that each sample of biodiesel behaved as a Newtonian fluid

Estudo do óleo das sementes de Carthamus tinctorius L. Para produção de biodiesel

Most of the energy consumed worldwide comes from oil, coal and natural gas. These sources are limited and estimated to be exhausted in the future, therefore, the search for alternative sources of energy is paramount. Currently, there is considerable interest in making trade sustainable biodiesel, a fuel alternative to fossil fuels, due to its renewable nature and environmental benefits of its use in large scale. This trend has led the Brazilian government to establish a program (Probiodiesel) with the aim of introducing biodiesel into the national energy matrix, by addition of 5% biodiesel to conventional diesel in 2010 to foster not only the increase of renewable energy, but reduce imports of crude oil. This work evaluates different methods of extraction of oil Carthamus tinctorius L., their characterization by IR, 1H and 13C NMR, HPLC and TG and their use in the production of methyl ester (molar ratio of oil / alcohol 1:6, and NaOH catalyst). The physico-chemical parameters (acid value, density, viscosity, saponification index and surface tension) of oil and biodiesel were also described. The produced biodiesel had a yield of 93.65%, was characterized in relation to their physicochemical properties showing satisfactory results (density=875 kg/m3, viscosity = 6.22 mm2/s, AI = 0.01 mg (NaOH) /g) compared with the values established by the the National Agency Oil, Natural Gas and Biofuels