Modelagem e simulação de um reator de dióxido de cloro

• Autor(a) principal: Langendorf, Matheus
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/262183
• topic: Dióxido de cloro; Reator químico; Processo de produção; Chlorine dioxide; Computational model; Simulation; Sensitivity analysis

O dióxido de cloro vem conquistando um destaque no cenário global devido às suas propriedades únicas que o caracterizam como um excelente agente oxidante. Dentre suas diversas aplicações, a principal é no branqueamento de celulose devido sua alta seletividade oxidativa para a lignina, conservando assim as propriedades mecânicas da polpa. É empregado através da metodologia livre de cloro elementar (ECF — elemental chlorine free), tecnologia que domina o mercado de polpa branqueada. Para esse propósito, o dióxido de cloro é sintetizado a partir do clorato de sódio na presença de um agente redutor em meio ácido. Porém, existem diversas alternativas para a sintetização do dióxido de cloro, que serão apresentadas neste trabalho, bem como uma comparação entre processos integrados e não integrados. Embora haja diversas pesquisas sobre técnicas para tornar a produção mais eficiente e rentável, ainda é possível otimizar e buscar melhorias operacionais nesses processos produtivos. O presente trabalho tem como objetivo modelar um reator contínuo de dióxido de cloro em estado estacionário, produzido a partir da rota ácido clorídrico, buscando compreender os efeitos dos principais distúrbios e das variáveis controladas sobre a produção de dióxido de cloro e cloro, um subproduto dessa rota. O modelo, elaborado no software DWSIM, foi concebido para condições operacionais de projeto. As simplificações, bem como sua validação em duas capacidades de produção distintas, serão apresentadas. Uma análise de sensibilidade será realizada a fim de observar a resposta do sistema diante das perturbações operacionais e da alteração de setpoints. Em seguida, uma discussão levando em consideração requisitos operacionais, uso racional de reagentes, segurança e produção de dióxido de cloro será apresentada.