Análise computacional da reforma seca do metano a partir do biogás em um reator de membrana

• Autor(a) principal: Caldas, Gustavo Luis Rodrigues
• Data de Publicação: 2018
• Outros Autores: Souza, Patrick Rodrigues, Monnerat, Rafael Rivero
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
• Texto Completo: https://app.uff.br/riuff/handle/1/6986
• topic: Reforma seca; Metano; Simulação computacional; Reatores de membrana; Biogás; Reator químico; Simulação por computador; Biogás; Metano; Dry reforming; Methane; Computational simulation; Membrane reactors; Biogas

Este trabalho tem como objetivo simular a reforma seca do metano em um reator químico de membrana empregando um software de fluidodinâmica computacional. A reação de reforma seca do metano, utilizando biogás, apresenta-se como uma boa alternativa para a produção de hidrogênio, de forma limpa e eficiente. Foi utilizado o software de simulação e modelagem COMSOL MULTIPHYSICS versão 5.2a, que emprega o método dos elementos finitos para resolução do problema de valor de contorno. Inicialmente, foi testada a reprodutibilidade dos resultados alcançados com base no trabalho de Prabhu et al. (2000). Foram analisadas também duas situações para uma corrente de biogás: utilizando gás de arraste na parte interna do reator e sem o uso do gás. A conversão desta reação no reator estudado foi calculada e suas características fluidodinâmicas relacionadas à membrana foram analisadas. Os resultados encontrados foram 77,9% de conversão para o modelo do artigo base, indicando um desvio de 12,6 pontos percentuais em relação a este. Já nas simulações utilizando biogás os resultados foram 70% e 70,2% de conversão de metano em gás hidrogênio com e sem gás de arraste, respectivamente. A queda de pressão ao longo do reator é desprezível. A presença do gás de arraste possui poucos efeitos na fluidodinâmica do reator e na conversão em produto em dimensões e vazões diminutas. O modelo foi validado pela tendência em relação à literatura estudada e os resultados obtidos mostram que a membrana promove um aumento de conversão de hidrogênio quando comparados com a termodinâmica (62,5%), revelando-se como uma tecnologia promissora.