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O gás natural tem recebido cada vez mais importância num cenário de cortes em emissões de gases nocivos ao meio ambiente, em especial o CO2, e de desenvolvimento

tecnológico, evoluindo métodos de se trabalhar com combustíveis gasosos, com destaque aos grandes esforços em prol de viabilizar o gás natural extraído em águas profundas e distantes da costa, como as do pré-sal brasileiro.

Entretanto há diversos pontos de atenção com relação ao uso do gás natural, tanto com relação a sua composição, que altera seu potencial energético e propriedades de queima, quanto ao seu desempenho com relação a emissões tóxicas e preservação dos equipamentos de queima.

Por ter uma combustão mais limpa e eficiente que os outros combustíveis fósseis, como carvão e petróleo, o gás natural ganhou espaço e por isso seus parâmetros regulatórios são cada vez mais de interesse da indústria de forma geral.

Através deste trabalho, pode-se obter informações importantes sobre o perfil da combustão do principal constituinte do gás natural, o metano, que na regulação brasileira possui valor mínimo de fração volumétrica no gás.

A fim de realizar uma comparação entre a queima de hidrocarbonetos de tamanhos de cadeia carbônica diferentes, realizou-se simulação computacional para a mesma vazão volumétrica de combustível, porém desta vez o gás combustível foi constituído de 88% metano e 12% etano em base molar.

Percebeu-se diferenças consideráveis principalmente no que se refere a temperatura e fração mássica de gás carbônico no gás de saída da câmara. Além disso, o perfil de velocidades na câmara e a localização da chama sofreram impactos.

Os recursos computacionais e o tempo utilizado não foram suficientes para alcançar simulações que possam ser base quantitativa de uma situação real de combustão. Por outro lado, os resultados permitem a comparação entre as influências do etano na combustão do gás, uma vez que ambos os experimentos foram realizados sob

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as mesmas condições computacionais e o que se observou através da fluidodinâmica computacional retrata o que se esperava.

Uma vez que se tem uma base de comparação entre o metano e o etano, pode- se esperar que, à medida que a cadeia carbônica do combustível hidrocarboneto cresça, as características que foram expostas neste trabalho (temperatura máxima, eliminação de CO2, posição e velocidade de chama) como consequências da adição do etano ao

metano se intensifiquem.

Percebe-se também que, embora as características da queima estejam vinculadas ao índice de Wobbe, parâmetro que guia a intercambialidade energética entre os gases, parâmetros como perfil de chama e velocidade e emissões de gases nocivos ao meio ambiente não podem ser assegurados como semelhantes entre gases de índices de Wobbe semelhantes.

Dessa forma, é necessário que, para que haja qualquer alteração regulatória no âmbito da qualidade do gás natural, os grandes envolvidos, em especial os agentes consumidores, mais afetados pelos aspectos apontados neste trabalho, estejam preparados para as alterações que o marco regulatório possa acarretar.

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ABBOTT, D. J.; BOWERS, J. P.; JAMES, S. R. THE IMPACT OF NATURAL GAS COMPOSITION VARIATIONS ON THE OPERATION OF GAS TURBINES FOR POWER GENERATION. In: THE FUTURE OF GAS TURBINE TECHNOLOGY INTERNATIONAL CONFERENCE, 6., 2012, Brussels, Bélgica. Disponível em:

<https://www.gasgovernance.co.uk/sites/default/files/ggf/Impact%20of%20Natural%20G as%20Composition%20-%20Paper_0.pdf>. Acesso em: 28 abril 2018.

ABIQUIM – Associação Brasileira da Indústria Química / ERM – Environmental Resources Management. Efeitos da Variação da Composição do Gás Natural e Impactos sobre os Usuários. Referência: 0376607. São Paulo, Dezembro 2016. ALLISON, I. S.; PALMER, D. F. Geology. 7ª ed. New York, Estados Unidos da América: McGraw-Hill, 1980.

ANP – Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis. Portaria nº 104 de 08/07/2002. 2002. Disponível em:

<https://www.legisweb.com.br/legislacao/?id=184169>. Acesso em: 5 maio 2018.

ANP – Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis. Resolução nº 16 de 17/06/2008. 2008. Disponível em:

<https://www.legisweb.com.br/legislacao/?id=109588>. Acesso em: 5 maio 2018. ANP – Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis. Gás Natural. 2018a. Disponível em <http://www.anp.gov.br/gas-natural>. Acesso em: 2 maio 2018. ANP – Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis. Dados

estatísticos: Produção de gás natural. 2018b. Disponível em: < http://www.anp.gov.br/dados-estatisticos>. Acesso em: 8 maio 2018.

ANP – Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis. Boletim da Produção de Petróleo e Gás Natural: Março 2018. Rio de Janeiro: 2018c. Disponível em: <http://www.anp.gov.br/publicacoes/boletins-anp/2395-boletim-mensal-da-

90

producao-de-petroleo-e-gas-natural>. Acesso em: 8 maio 2018.

ANP – Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis. Dados

estatísticos: Importações & exportações (metros cúbicos). 2018d. Disponível em: < http://www.anp.gov.br/dados-estatisticos>. Acesso em: 8 maio 2018.

ANSYS ©, Help Viewer, Release 18.1, Help System, ANSYS, Inc. 2018.

ANSYS ©, ANSYS CFX Solver Theory Guide, Release 11.0. Canonsburg, Estados Unidos da América. 2006.

ATOOF, H.; EMAMI M. D. Numerical simulation of laminar premixed CH4/air flame by flamelet-generated manifolds: A sensitivity analysis on the effects of progress variables. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 60 (2016) 287-293.

BAUKAL, C. E. The John Zink Combustion Handbook. Tulsa, Estados Unidos da América: LLC, 2001.

BERGEL, A. SIMULAÇÃO NUMÉRICA DE CÂMARAS DE COMBUSTÃO PARA TRATAMENTO TÉRMICO DE METAIS. In: COGRESSO NACIONAL DE

ESTUDANTES DE ENGENHARIA MECÂNICA, 14., 2007, Uberlândia. Anais

eletrônicos... Uberlândia: Universidade Federal de Uberlândia, 2007. Disponível em: <http://abcm.org.br/anais/creem/2007/HTML/instituicoes.htm>. Acesso em: 12 maio 2018.

BP. BP Statistical Review of World Energy June 2017. 66ª ed. London, Reino Unido: BP p.l.c., 2017. Disponível em:

<https://www.bp.com/content/dam/bp/en/corporate/pdf/energy-economics/statistical- review-2017/bp-statistical-review-of-world-energy-2017-full-report.pdf>. Acesso em: 30 maio 2018.

CHOI, B. C.; CHUNG, S. H. Autoignited laminar lifted flames of methane, ethylene, ethane and n-butane jets in coflow air with elevated temperature. Combustion and Flame, 157 (2010) 2348-2356.

COLOMER, M.; ALMEIDA, E. D.; VITTO, W. A. C.; NUNES, L.; BOTELHO, F.; COSTA, F.; WAEGER, L. Ciclo de Debates sobre Petróleo e Economia: Gás do Pré-Sal:

91

Oportunidades, Desafios e Perspectivas. Rio de Janeiro, IBP – Instituto Brasileiro de Petróleo, Gás e Biocombustíveis, 2017. Disponível em:

<https://www.ibp.org.br/personalizado/uploads/2017/02/2017_TD_Gas_do_Pre_Sal_Op ortunidades_Desafios_e_Perspectivas.pdf>. Acesso em: 12 maio 2018.

CORRÊA, C. Métodos de Diferenças Finitas e Volumes Finitos para Problemas Convectivos Difusivos. 2013. Dissertação (Programa de Pós-graduação em Modelagem Computacional em Ciência e Tecnologia) – Universidade Federal Fluminense, Volta Redonda, 2013.

DAVIDSON, L. An Introduction to Turbulence Models. Goteborg, Suécia: Department of Thermo and Fluid Dynamics, Chalmers University of Technology, 2017. Disponível em: <http://www.tfd.chalmers.se/~lada/postscript_files/kompendium_turb.pdf>. Acesso em: 6 junho 2018.

Engineering ToolBox, (2003a). Fuels and Chemicals - Auto Ignition Temperatures. Disponível em: <https://www.engineeringtoolbox.com/fuels-ignition-temperatures- d_171.html>. Acessado em: 19 maio 2018.

Engineering ToolBox, (2003b). Gases - Specific Gravities. Disponível em:

<https://www.engineeringtoolbox.com/specific-gravities-gases-d_334.html>. Acessado em: 19 maio 2018.

Engineering ToolBox, (2003c). Fuel Gases and Wobbe Index. Disponível em: <https://www.engineeringtoolbox.com/wobbe-index-d_421.html>. Acessado em: 19 maio 2018.

Engineering ToolBox, (2003d). Flame Temperatures Gases. Disponível em: <https://www.engineeringtoolbox.com/flame-temperatures-gases-d_422.html>. Acessado em: 19 maio 2018.

EPE – Empresa de Pesquisa Energética. Balanço Energético Nacional 2015. Rio de Janeiro: EPE, 2015. Disponível em:

<https://ben.epe.gov.br/downloads/Relatorio_Final_BEN_2015.pdf>. Acesso em: 17 maio 2018.

92

FARAMAWY, S.; ZAKI, T.; SAKR, A. A. E. Natural gas origin, composition and processing: A review. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 34 (2016) 34-54.

FARRY, M. Ethane From Associated Gas Still The Most Economical. Oil & Gas Journal, Houston, Estados Unidos da América: 6 agosto 1998. Disponível em: <https://www.ogj.com/articles/print/volume-96/issue-23/in-this-issue/gas-

processing/ethane-from-associated-gas-still-the-most-economical.html>. Acesso em: 11 junho 2018.

FRENKLACH, M.; SMITH, G. P.; GOLDEN, D. M.; MORIARTY, N. W.; EITENEER, B.; GOLDENBERG, M.; BOWMAN, C. T.; HANSON, R. K.; SONG, S; LISSIANSKI, V. V.; QIN, Z.; GARDINER JR., W. C. GRI-Mech 3.0. Disponível em: <http://www.me.berkeley.edu/gri_mech/>. Acesso em: 19 maio 2018.

GLASSMAN, I; YETTER, R. A. Combustion. 4ª ed. San Diego, Estados Unidos da América: Academic Press, 2008.

GIACCHINI, B. L. Uma breve introdução ao Método dos Elementos Finitos. Departamento de Matemática – Universidade Federal de Minas Gerais. 2012.

Disponível em: <http://www.mat.ufmg.br/~rodney/notas_de_aula/elementos_finitos.pdf>. Acesso em: 4 junho 2018.

GUO, B.; GHALAMBOR, A. Natural Gas Engineering Handbook. Houston, Estados Unidos da América: Gulf Publishing Company, 2005.

HST Chemistry. The Bunsen Burner. 2018. Disponível em:

<https://hstchemistry.wikispaces.com/The+Bunsen+Burner>. Acesso em: 5 julho 2018 IEA – International Energy Agency. Balance Definitions. 2018. Disponível em:

<https://www.iea.org/statistics/resources/balancedefinitions/#naturalgas>. Acesso em: 2 maio 2018.

LASTRES, L. F. M.; MACHADO, G. B.; MELO, T. C. C. D. Utilização de Gás natural em Motores e Cenário do Uso no Brasil. Universidade Petrobras, 2007. Disponível em: <http://sites.petrobras.com.br/minisite/premiotecnologia/pdf/TecnologiaGas_GasNatural

93

_Motores.pdf>. Acesso em: 7 maio 2018.

LibreTexts (2017). Hydrocarbons. Disponível em:

<https://chem.libretexts.org/Textbook_Maps/Introductory_Chemistry_Textbook_Maps/M ap%3A_Beginning_Chemistry_(Ball)/16%3A_Organic_Chemistry/16.2%3A_Hydrocarbo ns>. Acessado em: 22 maio 2018.

LIMA, R. C. F. Avaliação de modelos de turbulência na previsão do desempenho de ejetores. 2013. Dissertação (Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica) – Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Porto, Portugal, 2013.

LUNA, D.; SAMORA, R. Indústria petroquímica está de olho no gás natural do pré- sal. Estadão, São Paulo: 16 setembro 2008. Disponível em: <

http://economia.estadao.com.br/noticias/negocios,industria-petroquimica-esta-de-olho- no-gas-natural-do-pre-sal,242786>. Acesso em: 7 maio 2018.

MAYR, B.; PRIELER, R.; DEMUTH, M.; POTESSE, M; HOCHENAUER, C.

Computational analysis of a semi-industrial furnace fired by a flat flame burner under diferente O2/N2 ratios using the steady laminar flamelet approach. Journal of the

Energy Institute, 21 maio 2016. Disponível em:

<http://dx.doi.org/10.1016/j.joei.2016.05.002>. Acesso em: 5 maio 2018.

MME – Ministério de Minas e Energia. Boletim mensal de acompanhamento da indústria de gás natural. Ed. nº 131. 2018. Disponível em:

<http://www.mme.gov.br/documents/1138769/0/Boletim_Gas_Natural_nr_131_JAN_18.r ev.pdf/9ccf8f67-c7d3-4ea6-95bd-cca719c62e5b>. Acesso em: 9 maio 2018.

NIST – National Institute of Standards and Technology. Chemistry WebBook: Reaction Search. U. S. Department of Commerce, Estados Unidos da América. Disponível em: <https://webbook.nist.gov/chemistry/reac-ser/>. Acessado em: 19 maio 2018.

OPPENHEIM, A. K. Dynamics of Combustion Systems. 2ª ed. Dordrecht, Holanda: Springer, 2008.

PEREIRA, I. A. B. B. Escoamento Turbulento em Torno de um Cilindro a Baixo Número de Reynolds. 2010. Dissertação (Mestrado Integrado em Engenharia

94

Mecânica) – Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Porto, Portugal, 2010. POLITO, R. Mudança proposta por ANP pode elevar gases de efeito estufa. Valor Econômico, Rio de Janeiro: 25 maio 2017 (2017a). Disponível em <

http://www.valor.com.br/brasil/4980198/mudanca-proposta-por-anp-pode-elevar-gases- de-efeito-estufa>. Acesso em: 7 maio 2018.

POLITO, R. ANP faz consulta sobre mercado de gás natural. Valor Econômico, Rio de Janeiro: 29 maio 2017 (2017b). Disponível em

<http://www.valor.com.br/brasil/4983996/anp-faz-consulta-sobre-mercado-de-gas- natural>. Acesso em: 22 maio 2018.

PRIESTLEY, J. Industrial Gas Heating: Design & Application. London, Inglaterra: Ernest Benn Limited, 1973.

SMITH, J. M.; VAN NESS, H. C.; ABBOTT, M. M. Introdução à termodinâmica da engenharia química. 7ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2007.

SODJA, J. Turbulence models in CFD. Ljubljana, Eslovênia, 2007. 18 f. Seminário – Departament of Physics, University of Ljubljana, Ljubljana, Eslovênia, 2007.

Thermal-Fluids Central. Heat of Combustion. 2018. Disponível em:

<https://www.thermalfluidscentral.org/encyclopedia/index.php/Heat_of_Combustion>. Acessado em: 19 maio 2018.

TURNS, S. R. An Introduction to Combustion. 3ª ed. New Delhi, Índia: McGraw Hill Education, 2012.

VAZ, C. E. M; MAIA, J. L. P SANTOS, W. G. D. Tecnologia da indústria do gás natural. 1ª ed. São Paulo: Blucher, 2008.

VERSTEEG, H. K.; MALALASEKERA, W. An Introduction to Computational Fluid Dynamics. 2ª ed. Harlow, Inglaterra: Pearson Education Limited, 2007.

WU, Y.; BOTTOM, A.; ZHANG, Z.; OMBRELLO, T. M.; KATTA, V. R. Direct

measurement of methyl radicals in a methane/air flame at atmospheric pressure by radar REMPI. © Optical Society of America. Vol. 19 No. 24. 2011.

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