Orientador: Antonio Carlos Luz Lisbôa

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química

Resumo: O xisto é uma rocha compacta de origem sedimentar, formada por componentes orgânicos complexos distribuídos numa matriz mineral. A matéria orgânica, chamada querogênio, é liberada sob aquecimento em temperaturas acima de 350 °C em reatores conhecidos como retortas, como óleo e gás. Este óleo...

Resumo: O xisto é uma rocha compacta de origem sedimentar, formada por componentes orgânicos complexos distribuídos numa matriz mineral. A matéria orgânica, chamada querogênio, é liberada sob aquecimento em temperaturas acima de 350 °C em reatores conhecidos como retortas, como óleo e gás. Este óleo quando refinado produz destilados com as mesmas características encontradas nos de petróleo, sendo considerado uma fonte de energia alternativa. A energia contida no xisto é, em termos mundiais, maior que a contida no carvão e muito maior que a contida nas reservas de petróleo convencional. Grande parte do carbono orgânico existente na Terra está presente sob a forma de combustíveis fósseis e a maior parte destes encontra-se no xisto. Para o projeto dos reatores de leito móvel para pirólise é necessário o conhecimento de várias etapas, inclusive sobre os balanços térmicos entre as partículas de xisto e a corrente gasosa. Estas trocas de calor podem ser avaliadas por modelos matemáticos e solucionadas por métodos numéricos. São estudados diferentes modelos ¿ temperatura ambiente fixa, partícula sem gradiente térmico e partícula com gradiente térmico, ambas dentro da retorta - buscando aproximar à situação vivenciada na realidade do processo onde as partículas de xisto apresentam heterogeneidade na temperatura em seu interior devido ao seu tamanho e a troca realizada com o gás. Para complementar o estudo, é feita uma análise de sensibilidade paramétrica - calor específico do xisto e do gás, condutividade térmica e o coeficiente de transferência de calor - para os diferentes modelos construídos

Abstract: Oil shale is a sedimentary rock, made up of organic material scattered throughout a mineral matrix. The organic matter, named kerogen, is released under heating at temperatures above 350 ºC, producing, upon condensation, oil and gas. The oil may be refined to produce similar derivatives to...

Abstract: Oil shale is a sedimentary rock, made up of organic material scattered throughout a mineral matrix. The organic matter, named kerogen, is released under heating at temperatures above 350 ºC, producing, upon condensation, oil and gas. The oil may be refined to produce similar derivatives to petroleum ones, therefore constituting an alternative energy source. Oil shale is by far the most abundant source of energy worldwide, more than coal, oil sand and petroleum. A large amount of organic carbon on Earth is locked in fossil fuels and most of it into oil shale reserves. The erection of oil shale processing facilities requires the design of retorts that house moving beds in which heat and mass are transferred between gaseous streams and shale. These exchanges may be calculated by heat and mass transfer balances, solved usually by numerical methods. This study analyzes the heat transfer between the gas stream and shale under various circumstances concerning the gas temperature and shale temperature, such as the development of a temperature gradient within the largest shale particles. It also carries out a parametric sensitivity analysis to investigate the effect of some parameters that affect the heat transfer, such as shale and gas specific heats, shale thermal conductivity and heat transfer coefficient