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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Geração termelétrica consumindo lama de bagaço de cana-de-açúcar e glicerol pelo processo FGSIG/GT : efeito da concentração de glicerol nas eficiências do processo
Title Alternative: Thermoeletric power generation consuming SCB/Glycerol slurry by the process FGSIG/GT : effect of glycerol concentration on process efficiencies
Author: Camara, Michael Araujo, 1988-
Advisor: Santos, Marcio Luiz de Souza, 1949-
Abstract: Resumo: Um estudo de geração de energia termelétrica baseada na tecnologia FGSIG/GT (Fuel-Glycerol Slurry Integrated Gasifier / Gas Turbine) consumindo bagaço de cana-de-açúcar (BCA) úmido e glicerol cru na forma de lama foi desenvolvido. A influência da concentração de glicerol na lama combustível, tanto na eficiência do gaseificador como na eficiência do processo de geração de potência, foi estudada. O presente trabalho é parte de uma série de estudos no campo da tecnologia FSIG/GT (Fuel Slurry Integrated Gasifier / Gas Turbine), baseada na alimentação de vasos pressurizados por lama formada por combustível sólido e um líquido de transporte. Essa tecnologia já se mostrou mais eficiente que os processos convencionais de geração de potência utilizando BCA. Além disso, mostrou-se que a utilização de glicerol como líquido de transporte leva a maiores eficiências de geração de potência quando comparadas a processos semelhantes utilizando água com fluido da lama. A lama é bombeada para um gaseificador pressurizado por onde passa por um processo de gaseificação, gerando uma mistura de gases combustíveis a altas temperaturas. A corrente gasosa é submetida a operações de limpeza para redução das granulometria e quantidades ou concentrações de partículas suspensas, bem como da concentração de compostos alcalinos, afim de alcançarem os limites aceitáveis para injeção em turbinas a gás convencionais. Ciclos a vapor Rankine são utilizados para recuperação de exergia, agregando potência gerada ao processo. Os parâmetros tomados como variáveis no presente trabalho foram: vazão mássica de glicerol na formação da lama combustível, vazão mássica de ar injetado no gaseificador e diâmetro hidráulico do equipamento. A otimização da operação do gaseificador foi realizada através do software CeSFaMB©, tendo como função objetivo a eficiência exergética. O processo termodinâmico completo de geração de potência foi otimizado através do software IPES©. O rendimento global máximo alcançado neste estudo ficou próximo de 46%. Concentrações relativamente elevadas de glicerol na lama combustível proporcionam maiores eficiências globais de Primeira e Segunda Leis do processo. Entretanto, é mostrado também que baixas concentrações podem apresentar eficiências de Primeira Lei próximas a alcançadas para altas concentrações. Isto mostra que tal alternativa pode ser escolhida em casos de baixas ofertas de glicerol

Abstract: A study of thermal power generation based on FGSIG/GT (Fuel-Glycerol Slurry Integrated Gasifier/Gas Turbine) technology working with SCB (Sugar Cane Bagasse, wet base) and crude glycerol was developed. The influence of glycerol concentration in the feeding slurry, on the gasification efficiency as well on the whole power generation process, has been studied. The present work is part of a broader study on the FSIG/GT (Fuel Slurry Integrated Gasifier/Gas Turbine) technology, which is based on feeding of pressurized vessels with slurries composed by a solid particulate fuel and a transport liquid. This technology has already shown better efficiencies than conventional processes of power generation using SCB. Moreover, it has also been shown that processes where glycerol is applied as transport liquid led to higher overall power generation efficiencies than those applying water as slurry fluid. The slurry is pumped into pressurized gasifier where it undergoes gasification process, producing high temperature fuel gases. The gas stream need cleaning to decrease the particle contents and sizes, as well its alkaline species concentrations in order to comply with the required limits acceptable by commercial gas turbines. Rankine steam cycles are used to exergy recovering, thus complementing the power generation. The mass flow of glycerol, mass flow of air injected into gasifier, and its hydraulic diameter have been chosen as variables. The CeSFaMB© software was applied during the gasifier optimization and the exergetic efficiency has been chosen as objective function. The IPES© software, was used for the optimization of the whole power generation process. The maximum overall efficiency achieved on this work is close to 46%. Higher concentrations of glycerol in slurry provided higher First and Second Law power generation efficiencies. However, it has also been shown that lower concentrations of glycerol could provide overall First Law efficiencies similar to those achieved for higher concentrations. Therefore, that might be an alternative when glycerol offer is limited
Subject: Gaseificação
Bagaço de cana
Glicerol
Energia termelétrica
Exergia
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: CAMARA, Michael Araujo. Geração termelétrica consumindo lama de bagaço de cana-de-açúcar e glicerol pelo processo FGSIG/GT: efeito da concentração de glicerol nas eficiências do processo. 2018. 1 recurso online (140 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/331136>. Acesso em: 3 set. 2018.
Date Issue: 2018
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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