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http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9QCHEK| Type: | Tese de Doutorado |
| Title: | Aplicação do processo de pirólise para valoração, cogeração de energia e tratamento de resíduos |
| Authors: | Artur Tôrres Filho |
| First Advisor: | Lisete Celina Lange |
| First Co-advisor: | Gilberto Caldeira Bandeira de Melo |
| First Referee: | Monica Maria Diniz Leao |
| Second Referee: | Marcelo Borges Mansur |
| Third Referee: | Manoel Fernandes Martins Nogueira |
| metadata.dc.contributor.referee4: | Carlos Augusto de Moraes Pires |
| Abstract: | O processo de pirólise caracteriza-se pela degradação térmica de material orgânico em uma atmosfera com ausência ou deficiência de oxigênio. Na busca por soluções para o tratamento de resíduos, foi desenvolvido um projeto de pesquisa pela Universidade Federal de Minas Gerais - UFMG, em parceria com instituições cotitulares para o estudo da aplicação do processo de pirólise em resíduos, o qual proporcionou o depósito de patente da tecnologia denominada processo pyrolix. O trabalho encontra-se estruturado em três capítulos para aplicação do tratamento térmico de resíduos por pirólise para valoração, cogeração de energia e tratamento de resíduos. Apresenta-se na primeira abordagem um estudo com o produto obtido a partir da aplicação da pirólise em resíduos de couro curtido ao cromo. O estudo do potencial de utilização do Resíduo de Couro Carbonizado (RCC) em processos metalúrgicos para produção de pelotas de minério de ferro foi investigado e os resultados demonstraram a viabilidade técnica para utilização do produto como fonte de energia, com recuperação do cromo nos ensaios de produção de pelotas de até 76,47%. As pelotas com 25% de substituição do carbono fixo contido no carvão mineral apresentaram valor médio de 344 kgf.pelota-1 nos ensaios de resistência à compressão, contra 300 kgf.pelota-1 para as pelotas padrão. Em outro capítulo, apresenta-se uma avaliação do potencial de cogeração de energia elétrica no tratamento de resíduos sólidos urbanos (RSU), em dois cenários. No primeiro cenário, em uma configuração integrada entre uma planta de pirólise e um módulo de geração de energia que utiliza o ciclo orgânico de Rankine (ORC), o Resíduo Urbano Carbonizado (RUC) é utilizado como fonte de energia, proporcionando o auto suprimento de 34% da demanda de energia elétrica do sistema. No segundo cenário, o RUC é encaminhado para suprimento de uma central termoelétrica externa à planta de pirólise, em substituição aos combustíveis tradicionais. Essa alternativa aplicada a todos os municípios mineiros com população inferior a 30 mil habitantes apresentou potencial para suprimento de uma central termoelétrica com capacidade instalada de 111 MW. Finalmente, é apresentada a avaliação técnica e ambiental do tratamento de Resíduos de Serviços de Saúde (RSS) por pirólise. O Resíduo de Saúde Carbonizado (RSC) apresentou características compatíveis com a classe IIA não inerte, de acordo com as normas brasileiras. A tecnologia empregada demonstrou maior segurança ambiental na terceira condição de operação testada, em relação às emissões de gases, levandose em consideração o valor obtido na concentração de dioxinas e furanos de 0,0162 ng.Nm-³. Os estudos demonstram o potencial para aplicação da pirólise na área industrial e na área de gerenciamento de resíduos sólidos urbanos, incluindo os RSS, visando contribuir dessa forma para o avanço do conhecimento científico na aplicação desse processo de tratamento térmico. |
| Abstract: | Pyrolysis process is characterized as the thermal degradation of organic matter in an atmosphere with absence or deficiency of oxygen. Looking for solutions for waste treatment, the Federal University of Minas Gerais UFMG developed a research project in partnership with private institutions to study the application of the pyrolysis process in wastes, which resulted in a patent of the technology called pyrolix process. This work is composed of three chapters applying waste thermal treatment by pyrolysis to valuation, electricity cogeneration and waste treatment. At first, a study of the final product from pyrolysis of leather waste tanned with chromium is presented. The study of potential application of the carbonized leather waste (RCC) in metallurgical processes for production of iron ore pellets was investigated, and the results demonstrated technological feasibility of the application of the product as an energy source, with chromium recovery up to 76,47% in the iron ore pellets production tests. The pellets produced with replacement of 25% of the carbon contained in the mineral coal resulted in a mean value of 344 kgf.pellet-1 in the compression resistance tests against 300kgf.pellet-1 in the standard pellets. In another chapter, an assessment of the electricity generating potential in the treatment of MSW in two different conditions is presented. In the first situation, the carbonized municipal waste (RUC) is used as energy source, providing 34% of the plant electricity demand, in an integrated setting of a pyrolysis plant and an Organic Rankine Cicle (ORC) module, used for the electricity generation. In the second situation the carbonized product is used to generate electricity in a thermoelectrical plant located in a different site, in replacement to the traditional fuels. Applying this route in all Minas Geraiss cities under 30.000 inhabitants has demonstrated potential to supply a thermoelectrical plant with nominal capacity of 111 MW. At last, the technical and environmental evaluation of the pyrolysis treatment health waste is presented. The carbonized health waste (RSC) was characterized as class IIA waste not inert, in Brazilian standards. The greatest results regarding environmental safety were obtained in the third tested operation condition, concerning atmospheric emissions of pollutants, and the concentration of dioxins and furans obtained was 0,0162 ng.Nm-³. The studies have shown great potential for pyrolysis application in industrial and in MSW management - including health waste - contributing to the advancement of scientific knowledge of heat treatment process application. |
| Subject: | Engenharia sanitária |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9QCHEK |
| Issue Date: | 26-Mar-2014 |
| Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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