AVALIAÇÃO DO COMPORTAMENTO TÉRMICO DA REAÇÃO DE REFORMA AUTOTÉRMICA DO METANO UTILIZANDO MAXIMIZAÇÃO DE ENTROPIA

AVALIAÇÃO DO COMPORTAMENTO TÉRMICO DA REAÇÃO DE REFORMA AUTOTÉRMICA DO METANO UTILIZANDO MAXIMIZAÇÃO DE ENTROPIA

FRAZÃO, R.H.N.; VIDOTTI, A.D.S.; GUIRARDELLO, R.; FREITAS, A.C.D.

Artigo Completo:

A reforma autotérmica combina a oxidação parcial com a reforma a vapor em um reator. O processo é dito “autotérmico” quando a reação de reforma endotérmica se processa com a ajuda de uma combustão (oxidação), minimizando os custos energéticos da planta. A reforma autotérmica envolve a reação entre o combustível (metano), o vapor d’água e o oxigênio, este em quantidades menores, apresentando vantagens térmicas sobre os demais processos de reforma. Dentro desse contexto, a reforma autotérmica do metano foi termodinamicamente avaliada com o objetivo de determinar as melhores condições de reação, visando o favorecimento da formação de hidrogênio e/ou gás de síntese. Para isso foi utilizada a metodologia de maximização da entropia, formulada como problema de otimização na forma de programação não-linear, considerando condições de pressão (P) e entalpia (H) constantes. O modelo foi solucionado com o solver CONOPT3 do software GAMS (General Algebraic Modeling System), versão 23.9.5. A metodologia proposta se mostrou eficiente para a avaliação do comportamento térmico do sistema, verificou-se que o comportamento térmico da reação está diretamente associado com a quantidade de água presente na alimentação, e efeitos de pressão e temperatura que se mostraram significativos também. Produções significativas de hidrogênio e gás de síntese foram encontradas em 1000 K, 0 mol de água na alimentação e 1 bar sendo também essa uma região com comportamento térmico interessante.

A reforma autotérmica combina a oxidação parcial com a reforma a vapor em um reator. O processo é dito “autotérmico” quando a reação de reforma endotérmica se processa com a ajuda de uma combustão (oxidação), minimizando os custos energéticos da planta. A reforma autotérmica envolve a reação entre o combustível (metano), o vapor d’água e o oxigênio, este em quantidades menores, apresentando vantagens térmicas sobre os demais processos de reforma. Dentro desse contexto, a reforma autotérmica do metano foi termodinamicamente avaliada com o objetivo de determinar as melhores condições de reação, visando o favorecimento da formação de hidrogênio e/ou gás de síntese. Para isso foi utilizada a metodologia de maximização da entropia, formulada como problema de otimização na forma de programação não-linear, considerando condições de pressão (P) e entalpia (H) constantes. O modelo foi solucionado com o solver CONOPT3 do software GAMS (General Algebraic Modeling System), versão 23.9.5. A metodologia proposta se mostrou eficiente para a avaliação do comportamento térmico do sistema, verificou-se que o comportamento térmico da reação está diretamente associado com a quantidade de água presente na alimentação, e efeitos de pressão e temperatura que se mostraram significativos também. Produções significativas de hidrogênio e gás de síntese foram encontradas em 1000 K, 0 mol de água na alimentação e 1 bar sendo também essa uma região com comportamento térmico interessante.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/chemeng-cobeqic2017-253

Referências bibliográficas

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Como citar:

FRAZÃO, R.H.N.; VIDOTTI, A.D.S.; GUIRARDELLO, R.; FREITAS, A.C.D.; "AVALIAÇÃO DO COMPORTAMENTO TÉRMICO DA REAÇÃO DE REFORMA AUTOTÉRMICA DO METANO UTILIZANDO MAXIMIZAÇÃO DE ENTROPIA", p-1408-1413. In: Anais do XII Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica [=Blucher Chemical Engineering Proceedings, v. 1, n.4]. ISSN Impresso: 2446-8711. São Paulo: Blucher, 2017.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/chemeng-cobeqic2017-253