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Universidade Federal de Santa catarina (UFSC)
Programa de Pós-graduação em Engenharia, Gestão e Mídia do Conhecimento (PPGEGC)
Detalhes do Documento Analisado

Centro: Não Informado

Departamento: Não Informado

Dimensão Institucional: Pós-Graduação

Dimensão ODS: Ambiental

Tipo do Documento: Tese

Título: GASEIFICAÇÃO DE CARVÃO MINERAL BRASILEIRO NA PRESENÇA DE ORTOSSILICATO DE LÍTIO VISANDO A PRODUÇÃO AUMENTADA DE HIDROGÊNIO

Orientador
  • REGINA DE FATIMA PERALTA MUNIZ MOREIRA
Aluno
  • MICHELE DI DOMENICO

Conteúdo

óxidos de metais alcalino-terrosos (especialmente de cálcio e magnésio) têm sido empregados no processo de gaseificação, a fim de aumentar a produção de hidrogênio por meio da captura de co2 in situ. ao remover co2 do meio reacional, as relações de equilíbrio químico são modificadas, conduzindo a uma maior produção de hidrogênio. embora esta abordagem para a produção de h2 tenha sido demonstrada na literatura, ainda existem limitações para a sua aplicação em larga escala, sendo que algumas delas estão relacionadas a reversibilidade do processo de captura de co2 e perda da capacidade adsortiva dos óxidos de cálcio quando estes são empregados. o objetivo deste estudo é investigar a gaseificação com vapor de água de um carvão mineral brasileiro na presença de ortossilicato de lítio (li4sio4), avaliando-se a influência da temperatura de reação (650 oc-1000 oc), da concentração de vapor de água (10-40 %) e da razão li4sio4:c (1:1-10:1) na cinética das reações e na formação dos produtos gasosos, além de identificar as melhores condições de operação para aumentar a produção de h2. três modelos teóricos foram ajustados aos dados experimentais e os parâmetros cinéticos foram encontrados. o carvão utilizado, de rank sub-betuminoso, é típico da maioria dos carvões brasileiros e possui elevado teor de cinzas. o ortossilicato de lítio, obtido comercialmente, possui pureza de 97,5 %. as amostras foram caracterizadas por diferentes técnicas de análise. previamente aos ensaios de gaseificação, a amostra de carvão foi pirolisada em reator tubular de quartzo, em atmosfera de n2 e temperatura de 900 °c, visando obter uma amostra de char homogênea. os experimentos de gaseificação foram realizados em uma termobalança sob condições isotérmicas e em pressão atmosférica. sob fluxos acima de 300 mln.min-1, tamanhos de partículas abaixo de 0,1 mm e massa de amostra de até 100 mg, as resistências difusionais internas e externas podem ser desprezadas. foi encontrado um efeito catalítico importante nas reações contendo li4sio4, com um aumento significativo da concentração de h2 nos produtos, principalmente nas menores temperaturas. valores de energia de ativação iguais a 151kj.mol-1 e 126 kj.mol-1 foram encontrados para os processos de gaseificação não catalítica e catalítica, respectivamente, sendo a cinética da gaseificação adequadamente descrita pelos modelos do núcleo não reagido e volumétrico. estudos adicionais de captura de co2 pelo li4sio4 indicaram que o composto é capaz de capturar 37,6 %co2 em massa, na temperatura de equilíbrio de 723 oc (parâmetros termodinâmicos); sendo que experimentos de carbonatação provaram que um valor muito próximo é possível de ser alcançado. ensaios cíclicos de carbonatação/descarbonatação em reator de leito fluidizadomostraram que o ortossilicato de lítio não apresenta decaimento em sua atividade de captura de co2 por mais de 15 ciclos, indicando sua maior durabilidade em comparação ao óxido de cálcio. no entanto, sua capacidade adsortiva é limitada pela termodinâmica em maiores temperaturas e a cinética é lenta em menores concentrações de co2. com isso, não foi possível verificar uma diminuição de co2 nos produtos da gaseificação. por fim, ensaios de pirólise em reator de leito de jorro indicaram que a presença do adsorvente aumenta a taxa da reação, a concentração dos produtos co, co2 e ch4 e a produção de gás, além de contribuir para o craqueamento catalítico do alcatrão.

Índice de Shannon: 3.85512

Índice de Gini: 0.923011

ODS 1 ODS 2 ODS 3 ODS 4 ODS 5 ODS 6 ODS 7 ODS 8 ODS 9 ODS 10 ODS 11 ODS 12 ODS 13 ODS 14 ODS 15 ODS 16
3,34% 8,05% 4,54% 3,65% 4,14% 4,64% 14,71% 5,14% 7,18% 3,99% 5,30% 11,22% 7,58% 7,92% 4,43% 4,17%
ODS Predominates
ODS 7
ODS 1

3,34%

ODS 2

8,05%

ODS 3

4,54%

ODS 4

3,65%

ODS 5

4,14%

ODS 6

4,64%

ODS 7

14,71%

ODS 8

5,14%

ODS 9

7,18%

ODS 10

3,99%

ODS 11

5,30%

ODS 12

11,22%

ODS 13

7,58%

ODS 14

7,92%

ODS 15

4,43%

ODS 16

4,17%