Avaliação numérica do perfil de concentração em catalisador poroso esférico para reação de ordem arbitrária

• Autor(a) principal: Oliveira, Rodrigo da Costa Chagas de
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
• Texto Completo: http://app.uff.br/riuff/handle/1/27723
• topic: Catalisadores esféricos; Soluções numéricas; Soluções analíticas; Scilab; Equações diferenciais; Catalisador; Scilab (Programa de computador); Solução numérica; Spherical catalysts; Numerical solutions; Analytical solution; Differential equations

A indústria química é um setor econômico de ampla importância para o setor industrial brasileiro, grande parte dos seus processos se dá através do uso de catalisadores nas rotas de reação, possuindo uma ou mais reação que envolvam sistemas catalíticos heterogêneos, se tornando necessário a análise dos mecanismos de reação e difusão internas do catalisador (BARROS, 2019). Neste trabalho é realizada a análise da difusão com reação química que ocorre em catalisadores esféricos porosos isotérmicos em regime permanente, considerando reações de ordem zero, primeira ordem e ordem cinco, obtendo equações diferenciais ordinárias para modelagem dos fenômenos químicos envolvendo a transferência de massa no catalisador. Ademais, foi desenvolvido um algoritmo de programação em Scilab utilizando o Método das Diferenças Finitas para obtenção das soluções numéricas e do fator de efetividade a partir da variação do Módulo de Thiele e do número de nós utilizados no método, assim como, a geração de gráficos para soluções numéricos e sua comparação com os resultados obtidos para as soluções analíticas, nos casos em que tal solução consiga ser expressa em termos de funções elementares. Ao realizar-se tal comparação observou-se que o programa gerava valores de erro menores do que a acurácia para uma faixa específica de valores do Módulo de Thiele, variando também com o número de nós utilizados no Método das Diferenças Finitas e com a ordem da reação que estava sendo estudada. A partir das observações dessas variações pode-se perceber que a utilização do método para geração de soluções confiáveis do perfil de concentração irá depender da faixa de que se deseja realizar o cálculo.