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Title: Efeitos da alteração de combustíveis nas emissões e dispersão atmosférica de SO2 de caldeiras em refinaria de bauxita.
Other Titles: Effects of fuel alteration on SO2 emissions and atmospheric dispersion of bauxite refinery boilers
???metadata.dc.creator???: FERNANDES, David Braga.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: ALVES, José Jailson Nicacio.
BRITO, André Luiz Fiquene de.
???metadata.dc.contributor.referee1???: BRITO, Romildo Pereira.
???metadata.dc.contributor.referee2???: TAVARES NETO, Júlio Inácio de Holanda.
Keywords: Dióxido de Enxofre;Caldeiras;Fluidodinâmica computacional;Dispersão atmosférica;Refinaria de bauxita;Sulfur Dioxide;Boilers;Computational Fluid Dynamics;Atmospheric dispersion;Bauxite Refinery
Issue Date: 29-Jun-2012
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: FERNANDES, David Braga. Efeitos da alteração de combustíveis nas emissões e dispersão atmosférica de SO2 de caldeiras em refinaria de bauxita. 56f. (Dissertação de Mestrado em Engenharia Química), Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2012. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/10726
???metadata.dc.description.resumo???: O dióxido de enxofre (SO2) na atmosfera tem diversos efeitos nocivos a saúde humana, a vegetação e ao meio ambiente. A emissão de dióxido de enxofre esta principalmente relacionada a combustão de combustíveis de origem fóssil, como o carvão mineral e os derivados de petróleo, contendo enxofre, tanto em automóveis quanto em instalações industriais. As caldeiras de geração de vapor e eletricidade representam significativa parcela das emissões de S02 no ambiente industrial. A alteração de combustíveis desses equipamentos consiste em um dos principais métodos de controle da poluição. A avaliação dos efeitos desse método na dispersão e concentração de SO2 no nível do solo através de simulações computacionais proporciona menor tempo, baixo custo e maior segurança nas decisões relacionadas as mudanças na matriz energética de equipamentos. O objetivo deste trabalho e utilizar a fluidodinâmica computacional para simular a dispersão atmosférica de emissões de SO2 das três caldeiras Babcock & Wilcox avaliando as concentrações do poluente a nível solo, de forma a orientar estudos técnicos voltados a mudanças na matriz energética fóssil dos equipamentos. O Software de fluidodinâmica computacional ANSYS Workbench - FluidFlow (CFX) foi utilizado para o desenvolvimento da geometria do domínio, da malha computacional, condições de contorno, solução computacional e avaliação de resultados de seis cenários. Em todos os cenários simulados a convergência ocorreu apos o processo alcançar a meta de resíduo de le"4 para Momento, Massa, Transferência de Calor, Turbulência e Fração Massica de S02 no domínio. Os resultados do Cenário 1 (padrão) se aproximaram do modelo Calpuff desenvolvido no Estudo de Impacto Ambiental de Expansão do Empreendimento. Os resultados das simulações indicaram que em condições de atmosfera neutra a completa dispersão atmosférica da pluma de SO2 proveniente das caldeiras alcançou o desempenho ideal no nível do solo a partir da substituição parcial ou total do combustível capaz de reduzir 25% do enxofre nas emissões. Dessa forma, a utilização de Biomassa de eucalipto ou babacú, materiais abundantes na região, alem da utilização de carvões minerais com menor concentração de enxofre, se apresenta como alternativa que deve ter sua viabilidade técnica e econômica estudada.
Abstract: Sulfur dioxide (SO2) in the atmosphere has several harmful effects on human health, vegetation and the environment. Sulfur dioxide emission is mainly combustion of fossil fuels such as coal and sulfur-containing petroleum derivatives in both automobiles and installations industrial Steam and electricity generation boilers represent significant S02 emissions in the industrial environment. Changing fuels of these Equipment consists of one of the main pollution control methods. The evaluation of the effects of this method on the dispersion and concentration of SO2 at ground level through Computer simulations provide less time, lower cost and greater security in decisions related to changes in the energy matrix of equipment. The purpose of this work and use computational fluid dynamics to simulate the atmospheric dispersion of SO2 emissions from the three Babcock & Wilcox boilers by assessing the concentrations of pollutant level in order to guide technical studies aimed at changes in the matrix fossil energy of the equipment. ANSYS Computational Fluid Dynamics Software Workbench - FluidFlow (CFX) was used for the development of the geometry of the domain, computational mesh, boundary conditions, computational solution and evaluation of results from six scenarios. In all simulated scenarios the convergence occurred after the process reached the residue target of le "4 for Moment, Mass, Heat Transfer, Turbulence and Mass Fraction of S02 in the domain. The results Scenario 1 (default) approached the Calpuff model developed in the Environmental Impact of Project Expansion. Simulation Results indicated that under neutral atmosphere conditions the complete atmospheric dispersion of SO2 plume from the boilers achieved optimal ground-level performance at from the partial or total replacement of fuel capable of reducing sulfur by 25% in the emissions. Thus, the use of eucalyptus or babacu biomass, materials abundant in the region, in addition to the use of mineral coal with a lower concentration of sulfur, presents itself as an alternative that should have its technical and economic viability studied.
Keywords: Dióxido de Enxofre
Caldeiras
Fluidodinâmica computacional
Dispersão atmosférica
Refinaria de bauxita
Sulfur Dioxide
Boilers
Computational Fluid Dynamics
Atmospheric dispersion
Bauxite Refinery
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/10726
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