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Título: Estudo da viabilidade da destilação solar para polimento de águas produzidas de petróleo
Título(s) alternativo(s): Study of solar distillation feasibility for treating of oilfield produced water. Doctoral Thesis
Autor(es): Sousa, Magna Angélica dos Santos Bezerra
Palavras-chave: Destilação solar;Energia solar;Água produzida;Fenômenos de transporte;Solar distillation;Solar energy;Produced water;Transport phenomena
Data do documento: 23-Fev-2010
Editor: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citação: SOUSA, Magna Angélica dos Santos Bezerra. Study of solar distillation feasibility for treating of oilfield produced water. Doctoral Thesis. 2010. 149 f. Tese (Doutorado em Pesquisa e Desenvolvimento de Tecnologias Regionais) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2010.
Resumo: This work study of solar distillation feasibility in effluent of petroleum industry: produced water, making possible your reuse for irrigation of oleaginous cultures or fodder crops or in steam generation, as well the transport phenomena involved. The methodology for development of this project was to characterize the effluent to be treated and to accomplish physical and chemical analysis in the distilled, to build distillation equipment, concomitant operation of both equipments and implementation of data processing and economical evaluation. The methodology used for all parameters is outlined in APHA (1998) and sampling of the type compound. The feeding of distillation equipment was performed with treated effluent from UTPF of Guamaré. The temperature was monitored throughout the distillers and during the time of operation. The distillers feed occur, as a rule, for sifon. The distillers were operated by a period of 17 months between July 2007 and February 2009, in which 40 experiments were performed. The radiation and temperature datas were acquired in the INPE s site and the temperature inside of the distillers was registered by DATALOGGER Novus. The rates of condensation (mL / min) were determined by measuring of the flow in a graduate test tube of 10 mL and a chronometer. We used two simple solar effect distillers of passive type with different angles in coverage: 20 ° and 45 °. The results obtained in this study and the relevant discussions are divided into six topics: sample characterization and quality of distilled; construction of distillers; operation (data, temperature profile), climatic aspects, treatment of data and economical analysis. Results obtained can be inferred that: the energy loss by the adoption of vessel glass was not significant, however, complicates the logistics of maintenance the equipment on a large scale. In the other hand, the surface of the tub with a glass shield on the equipment deterioration, both devices showed similar performance, so there is not justified for use of equipment 450. With regard to the climatological study it was verified that the Natal city presents monthly medium radiation varying in a range between 350 and 600 W/m2, and medium of wind speed of 5 m / s. The medium humidity is around 70% and rainfall is very small. The regime of the system is transient and although it has been treated as a stationary system shows that the model accurately represents the distillers system's 20 degrees. The quality of the distilled with regard to the parameters evaluated in this study is consistent with the Class 3 waters of CONAMA (Resolution 357). Therefore we can conclude that solar distillation has viability for treat oilfield produced water when considered the technical and environmental aspects, although it is not economically viable
metadata.dc.description.resumo: Esse trabalho visa estudar a viabilidade da Destilação Solar no polimento de efluentes oleosos: água produzida, de forma a possibilitar o seu reuso na irrigação de culturas oleaginosas ou forrageiras ou ainda na geração de vapor, bem como estudar os fenômenos de transporte envolvidos. A metodologia para desenvolvimento do projeto consistiu em caracterizar o efluente a ser tratado e realizar análises físico-químicas no destilado, construir os equipamentos de destilação, operação concomitante dos dois destiladores e realização de tratamento dos dados e avaliação econômica. A metodologia utilizada para todos os parâmetros é a preconizada no APHA (1998) e a amostragem do tipo composta. A alimentação dos equipamentos de destilação foi realizada com efluente tratado oriundo da UTPF de Guamaré. A temperatura foi monitorada ao longo dos destiladores e durante o tempo em que os mesmos estiveram em operação. A alimentação dos destiladores ocorria, via de regra, por sifonamento. Os destiladores foram operados por um período 17 meses, entre julho de 2007 e fevereiro de 2009, nos quais foram realizados 40 experimentos. Os dados de radiação e temperatura ambiente foram adquiridos através do site do INPE e as temperaturas dentro dos destiladores através de registradores do tipo DATALOGGER da Novus. As taxas de condensação (mL/min) foram determinadas através da medição do escoamento em proveta graduada de 10 mL e cronômetro. Foram utilizados dois destiladores solares simples efeito do tipo passivo com diferentes ângulos de inclinação na cobertura: 20° e 45 °. Os resultados obtidos nesse trabalho bem como as discussões pertinentes estão subdivididos em seis tópicos: caracterização da amostra e qualidade do destilado; construção dos destiladores; operação (dados obtidos, perfil de temperatura); aspectos climáticos; tratamento dos dados e análise econômica. Diante dos resultados obtidos pode se inferir que: a perda energética pela adoção da cuba de vidro não foi significativa, entretanto, dificulta a logística de manutenção dos equipamentos em larga escala; por outro lado, o revestimento da cuba com vidro protegeria a base do equipamento da deterioração; os dois equipamentos demonstraram desempenho semelhante, logo não se justifica o uso do equipamento de 45 °. Com respeito ao estudo climatológico verificou-se que a Cidade do Natal apresenta radiações médias mensais variando entre 350 e 600 W/m2, aproximadamente e velocidade dos ventos média de 5 m/s. Os teores de umidade médios ficam em torno dos 70 % e a pluviosidade é bem pequena. O regime do sistema é transiente e embora tenha sido dado tratamento de sistema estacionário verifica-se que o modelo representa adequadamente o sistema do destilador de 20°. A qualidade do destilado com respeito aos parâmetros avaliados nesse estudo é compatível com a Classe 3 de águas do CONAMA (Resolução 357). Logo se pode concluir que a destilação solar tem viabilidade para polimento de águas produzidas quando considerados os aspectos técnicos e ambientais, embora não seja viável economicamente
URI: http://repositorio.ufrn.br:8080/jspui/handle/123456789/15894
Aparece nas coleções:PPGEQ - Doutorado em Engenharia Química

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