Avaliação do aproveitamento energético da borra de petróleo através de um conjunto gaseificador / microturbina a gás

This work studies the gasification process of oil sludge (OS) through a computational model that considers the chemical equilibrium. The effect of the air/steam mixture as a gasifying agent on properties such as lower heating value (LHV), yield, and composition of the producer gas were analyzed. The results showed that the fraction of H2 in the producer gas, considering a steam/oil sludge ratio (SOR) of 1.5, increased with the increment of the equivalent ratio (ER) until reaching a maximum value (33.2% at an ER of 0.45) and subsequently decreased. For an ER ratio between 0.25 and 0.45, as well as a SOR of 1.5, the producer gas yield increased from 0.66 to 1.17 Nm3/kg OS, while the LHV decreased from 8.14 to 4.05 MJ/Nm3. The gases obtained in the gasification process were used to power a gas microturbine aiming electricity generation. The power produced ranged between 0.423 and 0.390 kWh/kg OS. Based on the properties of the producer gas, it has been found that OS gasification could be a technological alternative for the treatment and energy use of this waste.El presente trabajo estudia el proceso de gasificación de borra de petróleo (BP) a través de un modelo computacional que considera el equilibrio químico. Fue analizado el efecto de la mezcla aire/vapor como agente de gasificación sobre propiedades tales como poder calorífico inferior (PCI), producción específica y composición del gas de gasificación. Los resultados mostraron que la fracción de H2 en el gas de gasificación, considerando una razón vapor/borra (RVB) de 1,5, aumentó con el incremento de la razón de equivalencia (RE) hasta alcanzar un valor máximo (33,2% a una RE de 0,45) e posteriormente disminuyó. Para un rango de RE entre 0,25 y 0,45, así como una RVB de 1,5, la producción específica del gas de gasificación aumentó de 0,66 a 1,17 Nm3/kg BP, mientras que el PCI disminuyó de 8,14 a 4,05 MJ/Nm3. Los gases obtenidos en el proceso de gasificación fueron utilizados para accionar una microturbina a gas y generar electricidad. La potencia producida varió entre 0,420 e 0,393 kWh/kg BP. Con base en las propiedades del gas de gasificación, se constata que la gasificación de BP puede ser una alternativa tecnológica para el tratamiento y aprovechamiento energético de ese residuo.O presente trabalho estuda o processo de gaseificação de borra de petróleo (BP) através de um modelo computacional que considera o equilíbrio químico. Foi analisado o efeito da mistura ar/vapor como agente de gaseificação sobre propriedades tais como poder calorífico inferior (PCI), produção específica e composição do gás de gaseificação. Os resultados mostraram que a fração de H2 no gás de gaseificação, considerando uma razão vapor/borra (RVB) de 1,5, aumentou com o aumento da razão de equivalência (RE) até atingir um valor máximo (33,2% a uma RE de 0,45) e posteriormente diminuiu. Para uma faixa de RE entre 0,25 e 0,45, bem como uma RVB de 1,5, a produção específica do gás de gaseificação diminuiu de 0,66 a 1,17 Nm3/kg BP, enquanto que o PCI diminuiu de 8,14 a 4,05 MJ/Nm3. Os gases obtidos no processo de gaseificação foram utilizados para acionar uma microturbina a gás e gerar eletricidade. A potência produzida variou entre 0,423 e 0,390 kWh/kg BP. Com base nas propriedades do gás de gaseificação, constata-se que a gaseificação de BP pode ser uma alternativa tecnológica para o tratamento e aproveitamento energético deste resíduo

Digestão Anaeróbia como opção para tratamento esgotos em populações rurais no Brasil: Avaliação técnica e econômica

Na atualidade existe grande preocupação pelo acesso a saneamento universal das populações, em especial nas zonas rurais e de baixa renda, já que gera um impacto ambiental significativo aos corpos de água e outros componentes ambientais, sendo necessário procurar soluções alternativas para o tratamento dos esgotos produzidos por estas populações. O presente artigo presenta de faz avalição técnica e econômica comparativa do tratamento de esgotos ou excreta humana comparando sistemas de tipo centralizado (similar a ETAR) e sistema CAMARTEC, ambos com enfoque na geração de energia a partir da biodigestão anaeróbia. A produção de biogás por pessoa ano para o sistema camartec e para o sistema centralizado foi de 2,63 m3 ede 1,04 m3 respetivamente; a redução de emissões foi de 0,520 ton CO2Epara o sistema camartec e de 0,208 ton CO2Epara o sistema centralizado para um período de 20 anos de projeto, enquanto que a geração de energia para o sistema camartec foi de 8,58 kWh por persona por ano e de 2,03 kWh por pessoa por ano para o sistema centralizado. A análise econômica deu uma VPL de R$-581.298 para o sistema centralizado, enquanto que o VPL para o sistema camartec foi de R$ 26.191 fazendo que somente o sistema Camartec seja viável economicamente tendo um tempo de recuperação da inversão de 7 anos.Palavras-chaves: Biodigestor Camartec, Esgoto, populações rurais, Energias Renováveis; Biogás

Environmental assessment of pyrolysis in biorefineries based on palm oil wastes

The oil palm industry is one of the largest producers of residual biomass, leading to environmental and economic concerns. For this reason, the concept of biorefinery is emerging as a means to create new ways of converting biomass into new types of renewable products bioenergetics that can contribute to the reduction of greenhouse gases. In this context, this document presents a study that consisting of a biorefinery configuration in a Palm Oil Mill (POM), considering the fast pyrolysis process to produce bio-oil and biochar, and an extraction / trans-esterification stage to produce biodiesel and glycerin in the POM. The environmental impacts associated with a production process of a biorefinery system were calculated using the life cycle assessment methodology through the IMPACT 2002+ method, which analyzes the environmental impacts in four categories of damage (human health, ecosystem quality, climate change and resources). Therefore, to produce bio-oil, biodiesel and electricity were obtained 52 mPt, 120 mPt and 127 mPt of total impacts, respectively, demonstrating that the fast pyrolysis process to obtain bio-oil it does not generate considerably high environmental impacts compared with the other products obtained in the biorefinery in any of the categories of damage assessed

Seleção de características em um sistema de refrigeração para identificar degradações em seus componentes / Characteristics selection in a refrigeration system to identify degradations in its components

 Os sistemas de refrigeração por compressão mecânica de vapor são utilizados para condicionar e armazenar uma extensa categoria de alimentos. Esses sistemas são grandes consumidores de energia, estando sujeitos a inúmeras degradações em seus componentes. Essas degradações podem aumentar significativamente o consumo de energia além de comprometer o funcionamento desses sistemas. O objetivo deste trabalho é verificar a quantidade de grandezas lidas em um sistema de refrigeração que são necessárias para caracterizar uma degradação. Para isso serão gerados dados operacionais com e sem degradações em seus componentes através de um modelo computacional. Esses dados serão utilizados para treinar um classificador que identificará os padrões de operação. Ao final, será estabelecida a quantidade mínima de grandezas a serem lidas para que o classificador identifique a degradação com desempenho adequado

Thermal Analysis of a Parabolic Trough Collectors System Coupled to an Organic Rankine Cycle and a Two-Tank Thermal Storage System: Case Study of Itajubá-MG Brazil

settingsOrder Article Reprints Open AccessArticle Thermal Analysis of a Parabolic Trough Collectors System Coupled to an Organic Rankine Cycle and a Two-Tank Thermal Storage System: Case Study of Itajubá-MG Brazil by Gaylord Carrillo Caballero 1,2,Yulineth Cardenas Escorcia 3,Luis Sebastián Mendoza Castellanos 4,Ana Lisbeth Galindo Noguera 4,Osvaldo José Venturini 2,Electo Eduardo Silva Lora 2,Elkin I. Gutiérrez Velásquez 5 andAnibal Alviz Meza 6,*ORCID 1 Research Group en Energías Alternativas y Fluidos (EOLITO), Universidad Tecnológica de Bolívar (UTB), Cartagena 130002, Colombia 2 Excellence Group in Thermal Power and Distributed Generation-NEST, Institute of Mechanical Engineering, Universidade Federal de Itajubá, Itajubá 37500-000, Brazil 3 Research Group GIOPEN, Energy Department, Universidad de la Costa (CUC), Barranquilla 080016, Colombia 4 Research Group in Resources, Energy and Sustainability (GIRES), Faculty of Energy Engineering, Universidad Autónoma de Bucaramanga (UNAB), Bucaramanga 680008, Colombia 5 Faculty of Mechanic, Electronics and Biomedical Engineering, Universidad Antonio Nariño, Medellin 050005, Colombia 6 Research Group en Deterioro de Materiales, Transición Energética y Ciencia de datos DANT3, Facultad de Ingeniería, Arquitectura y Urbanismo, Universidad Señor de Sipán, Chiclayo 14002, Peru * Author to whom correspondence should be addressed. Energies 2022, 15(21), 8261; https://doi.org/10.3390/en15218261 Received: 5 October 2022 / Revised: 28 October 2022 / Accepted: 31 October 2022 / Published: 4 November 2022 Download Browse Figures Versions Notes Abstract This study examined an Organic Rankine Cycle powered by a parabolic trough collector and a two-tank thermal storage system based on the development of a mathematical model, for the conditions of the city of Itajubá in Brazil. First, geometrical optics and heat transfer models of the collector–receiver set were used to determine the thermal equilibrium of the solar thermal collector system and parameters such as the efficiency of the solar field, heat and optical losses, and thermal energy of the outlet fluid. Next, the thermal equilibrium of the Organic Rankine Cycle was found in order to establish its operational parameters. Finally, the behavior of the thermal storage system was analyzed through its modeling. Once the characterization of the storage system was completed, the integrated operation of the proposed system was evaluated. Given Itajubá’s weather conditions, the results indicate that an electricity generation system can be implemented with the Solel UVAC Cermet selective coating for the absorber tube, water as the heat transfer fluid, and R-245fa as the working fluid. Based on the solar irradiation profile (1 March 2019), the parabolic trough collectors provided 63.3% of the energy required by the Organic Rankine Cycle to generate 7.4 kW, while the thermal storage system provided 36.4% of the energy demanded by the power generation block. Additionally, the results demonstrate the main conclusions that the turbine’s efficiency was influenced by parameters such as rotational speed, which is affected by the turbine inlet temperature, which, in turn, depends on the behavior of the solar irradiation profile onsite

Diagnóstico termodinâmico em um sistema de refrigeração por compressão mecânica de vapor utilizando modelos e técnicas de inteligência computacionais/ Thermodynamic diagnosis in a mechanical steam compression cooling system using computational intelligence models and techniques

Nos últimos anos, a utilização de sistemas de refrigeração vem aumentando consideravelmente no setor comercial e industrial. Esse fenômeno é fomentado principalmente pela maior demanda por alimentos prontos para o consumo, por conta da mudança de hábitos alimentares da população. Os sistemas de refrigeração por compressão mecânica de vapor, maciçamente empregados nesses setores, são grandes consumidores de energia. Atualmente modelos computacionais vêm sendo aplicados a esses sistemas para analisar suas condições de operação e melhorar a sua eficiência. Diante desse cenário, o objetivo deste trabalho é desenvolver um modelo computacional de um sistema de refrigeração capaz de gerar dados de funcionamento do sistema com e sem a presença de degradações em seus principais componentes. Nestes dados será testado um classificador baseado em inteligência computacional quanto à sua performance em diagnosticar o estado do sistema analisado. Os resultados apresentados neste artigo mostram que a utilização de uma técnica de inteligência computacional é oportuna para o diagnóstico termodinâmico do sistema de refrigeração em estudo

Leilões em Recursos Energéticos Renováveis (RER) e seu impacto na matriz de energia elétrica no Peru

As Energias Renováveis são tecnologias cuja utilização vem-se tornando de muita importância devido aos problemas de mudança climática no mundo. O presente artigo faz uma revisão e analises do efeito que os leilões em Recursos Energéticos Renováveis (RER) têm na matriz energética no pais de Perú. Para isto é necessário compreender a legislação existente que enquadra o uso de energias renováveis e conhecer dados de produção de energia por fontes, para avaliar o comportamento da matriz energética. Observa-se que as mudanças na matriz energética na atualidade ainda são limitadas devido aos projetos que não entrarem em fase comercial, mais, estes projetos irão gerar mudanças na matriz energética no Peru nos anos seguinte. Além disso, as tecnologias que estão mais desenvolvidos e que tem um preço menor dentro do mercado de energias renováveis são os projetos em energia hídrica e eólica.

Analysis of labour market needs for engineers with enhanced knowledge in renewable energy in some European and Latin-American Countries

One of the main challenges related to the renewable energy labour market is that of human capital and as a consequence the educational profile of future employees is of paramount importance. Unfortunately, the skill level gained at University does not always fit with the practical needs of industry thus reducing the benefit-cost ratio of new employees and slowing down the transition to a green economy. Within this context, ‘The Crux’ project co-funded by EU under the framework of the Erasmus + programme aims at improving the renewable energy engineering curriculum at different university levels in several Universities of Latin America and Europe. In order to better appreciate the potential impact of the project, a survey on the labour market need for specialists with enhanced knowledge and skills in renewable and sustainable energy technologies has been conducted in the related EU and Latin America countries. More precisely, 60 organizations have been interviewed and almost 70% of them are interested in employing engineers with enhanced knowledge on renewable energy in the next three years. The analysis has shown significant discrepancies between EU and Latin American organizations. In fact, while future employees in EU countries will be mainly related to solar energy and management, the former together with wind and biomass will represent the main renewable energy working sector in Latin American countries. Moreover, MSc level will be the most demanded in EU while bachelor education seems to satisfy the future industry requirements in Latin America. Despite each country having its own needs, the research carried out under this EU project confirms the potential of renewable energy education on the global labour market in the near future

Análise de turbinas a gás sob o ciclo Holzwarth/Karavodine (combustão a volume constante)

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Levantamento experimental e simulação de um sistema de ar condicionado com acumulação de gelo

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