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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Fuel-slurry integrated gasifier/gas turbine process using municipal solid waste : study on the influence of dry solid concentration in the slurry on the process overall power efficiency = Processo integrado de gaseificador/turbina a gás usando resíduo sólido urbano como combustível em forma de lama: estudo da influência do teor de sólido seco na lama na eficiência global do processo
Title Alternative: Processo integrado de gaseificador/turbina a gás usando resíduo sólido urbano como combustível em forma de lama : estudo da influência do teor de sólido seco na lama na eficiência global do processo
Author: Ceribeli, Kevin Bachion, 1991-
Advisor: Santos, Marcio Luiz de Souza, 1949-
Abstract: Resumo: O presente trabalho pretende contribuir para os estudos de viabilidade teórica do conceito de Gaseificador/Turbina a Gás (FSIG/GT) integrados para geração de energia termelétrica aplicada ao caso de Resíduos Sólidos Urbanos (RSU). A lama é injetada por bombas comercialmente disponíveis em um secador pressurizado que opera sob a técnica de leito fluidizado borbulhante. Esse método evita os problemas comuns de alimentação de partículas em ambientes pressurizados. Após a secagem, o RSU é transportado para um gaseificador para produzir o gás combustível. O gás é limpo reduzindo-se a concentração e tamanhos de partículas para valores aceitáveis para injeção em turbinas a gás. Além disso, para atingir baixa concentração de componentes alcalinos, que podem causar erosão e corrosão nas lâminas da turbina de gás, a corrente de gás é arrefecida até valores abaixo das temperaturas de orvalho desses componentes alcalinos. O resfriamento fornece energia para a geração de vapor que impulsiona um ciclo baseado no ciclo Rankine. Em seguida, o gás é direcionado para um combustor e a corrente resultante a alta temperatura aciona turbina ou turbinas a gás. A exaustão dessas turbinas é usada para operar um ciclo Rankine secundário de recuperação de energia. O presente estudo aplica o software matemático (Simulador para Leitos Fluidizados e Moventes - CeSFaMB ©) para simular o secador e também o gaseificador, enquanto outro software (Simulador de Equipamentos e Processos Industriais - IPES ©) para simular processo global de geração de energia. Isso permite verificar o efeito do teor de sólidos secos na lama de RSU nas eficiências da 1ª e 2ª Lei da unidade global de geração de energia. Os resultados mostram um aumento praticamente linear dessas eficiências contra o aumento do teor de sólidos secos na lama. Também indica a possibilidade de melhorias substanciais no nível de eficiência global alcançado em trabalhos anteriores, atingindo agora valores superiores a 40%

Abstract: The present work intends to contribute to the theoretical feasibility studies of Fuel-Slurry Integrated Gasifier / Gas Turbine (FSIG / GT) concept for thermoelectric power generation applied to the case of Municipal Solid Waste (MSW). The slurry is injected by commercially available pumps into a pressurized dryer operating under the bubbling fluidized bed technique. Such a method avoids the commonly encountered problems of feeding particulates in pressurized environments. After drying, the MSW is carried to a gasifier to produce the fuel gas. The gas is cleaned by lowering its particle content and sizes to values acceptable for injection in gas turbines. Additionally, to reach low concentration of alkaline components, which might cause erosion and corrosion to gas turbine blades, the gas stream is cooled to values below the dew point temperatures of those alkaline components. The cooling provides energy for steam generation that drives a Rankine-based cycle. Then, the gas is directed to a combustor and the exiting hot stream turns gas turbine or turbines. The exhaust from those turbines is used to drive a secondary heat recovering Rankine-based cycle. The present study applies mathematical software (Comprehensive Simulator for Fluidized and Moving Beds - CeSFaMB©) to simulate the dryer as well the gasifier, while another software (Industrial Process and Equipment Simulator ¿ IPES©) to simulate the whole power generation process. Those allow verifying the effect of dry solid content in the MSW slurry on the overall power unit 1st and 2nd Law efficiencies. The results show a practically linear increase of those efficiencies against the increase of dry solid content in the slurry. It also indicates the possibility of substantial improvements on the level of overall efficiency achieved in previous works, reaching now values higher than 40%
Subject: Leito fluidizado
Gaseificação
Resíduos sólidos
Language: Inglês
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2018
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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