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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Geração termelétrica baseada em carvão com alto teor de cinzas pelo processo FSIG/GT : efeito do diâmetro médio de partículas alimentadas, diâmetro hidráulico do gaseificador e vazão mássica de ar injetado no gaseificador
Title Alternative: Thermeletric power generation based on high-ash coal by the process FSIG/GT : effect of the average particle diameter, gasifier hydraulic diameter and mass flow of injected air in the gasifier
Author: Lima, Eduardo Henrique Salermo de, 1989-
Advisor: Souza-Santos, Marcio Luiz de, 1949-
Abstract: Resumo: Um estudo aplicando o conceito FSIG/GT (Fuel-Slurry Integrated Gasifier/Gas Turbine) para geração de potência consumindo carvão de baixa qualidade ou com alto teor de cinzas foi desenvolvido. Tais carvões, comumente conhecidos como high-ash coals (HAC), são na maioria dos casos, pouco rentáveis para geração de potência e normalmente descartados. O presente trabalho é parte de uma série dedicada à aplicação do conceito FSIG/GT, que já mostrou ser mais eficiente que os processos convencionais de geração de potência utilizando bagaço de cana e resíduos sólidos municipais. Somado a isso, o processo FSIG/GT permite a alimentação do combustível no leito pressurizado através de bombas de lama disponíveis comercialmente, evitando os típicos sistemas de silos sequenciais também conhecidos como sistemas de alimentação em cascata. A lama de combustível é preparada com uma alta concentração de sólidos e bombeada para um secador, do qual as partículas sólidas são transferidas ao gaseificador. Como o secador e o gaseificador operam sob pressões semelhantes, válvulas rotativas simples e parafusos de Arquimedes podem efetuar a alimentação nesta segunda etapa. O gás é submetido a uma operação de limpeza de partículas bem como a uma redução da concentração de compostos alcalinos dentro dos limites aceitáveis para injeções em turbinas a gás convencionais. Ciclos de potência a vapor são utilizados para recuperar energia. Os parâmetros tomados como variáveis no presente estudo foram: vazão mássica de ar injetado no gaseificador, diâmetro médio das partículas de combustível e diâmetro hidráulico do gaseificador. O software CeSFaMB© foi utilizado para otimizar a operação do gaseificador e do secador, tendo as eficiências exergética e a frio como funções objetivo. O software IPES© foi empregado para simular e otimizar o ciclo termodinâmico de geração de potência. O rendimento global máximo alcançado neste estudo para a unidade geradora ficou em torno de 27%. Tendo em vista a baixa qualidade do HAC como combustível, essa eficiência é significativa quando comparada às eficiências de processos de geração convencionais

Abstract: A study applying FSIG/GT concept (Fuel-Slurry Integrated Gasifier/Gas Turbine) for power generation consuming low-grade/high-ash coal (HAC) was developed. This feature is, in most cases, uneconomical and normally discarded as waste. The present work is part of a series dedicated to the application of the concept FSIG/GT, which has shown to be more efficient than conventional power generation processes using sugar cane bagasse and municipal solid waste. Additionally, the FSIG/GT process allows the fuel supply in the pressurized bed through commercially available slurry pumps, thus avoiding the typical cumbersome sequential systems also known as cascade feeding systems. The slurry is prepared with a high concentration of solids and pumped to a dryer, from which the solid particles are transferred to the gasifier. Since both devices operate under similar pressures, simple rotary valves and Archimedes screws are enough to allow transfering the particles from the dryer to the gasifier. The gas particles are cleaned to reduced concentration of alkali species within acceptable limits for injections in conventional gas turbines. Steam power cycles are used to recover energy. The parameters taken as variables in this study were the mass flow rate of injected air into the gasifier, average diameter of the particles of fuel and hydraulic diameter of the gasifier. The CeSFaMB© software has been used to optimize the operation of the gasifier and dryer, and the exergetic efficiencies and cold as objective functions. IPES© software has been employed to optimize the thermodynamic cycle power generation. The maximum overall performance achieved in this study for the generating unit neared 27%. In view of the poor quality of HAC as fuel, that efficiency is significant when compared to the efficiencies of conventional generating methods
Subject: Energia termelétrica
Carvão
Leito fluidizado
Gaseificação
Editor: [s.n.]
Citation: LIMA, Eduardo Henrique Salermo de. Geração termelétrica baseada em carvão com alto teor de cinzas pelo processo FSIG/GT: efeito do diâmetro médio de partículas alimentadas, diâmetro hidráulico do gaseificador e vazão mássica de ar injetado no gaseificador. 2016. 1 recurso online ( 109 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/304923>. Acesso em: 30 ago. 2018.
Date Issue: 2016
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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