60ª Reunião Anual da SBPC

INTRODUÇÃO:

Devido às questões ambientais e à necessidade de reduzir a dependência de combustíveis fósseis, programas vêm sendo desenvolvidos para utilização de novas fontes de energia, um exemplo é o Programa Nacional de Produção e Uso de Biodiesel, o qual programa a adição do biodiesel ao diesel, que contribuirá com a melhora da qualidade do ar e tornará possível a economia de divisas com importações de petróleo e óleo diesel. A síntese de biodiesel tem como subproduto o glicerol, com o aumento da demanda por biodiesel haverá excedente de glicerol no mercado. Especialistas dizem que o uso energético do H₂no futuro é certo, ao alimentar uma célula a combustível, ele reage com o O₂ do ar, gerando água, eletricidade e calor. O Brasil é potencial exportador de biodiesel, assim o estudo da reação de reforma a vapor de glicerol, para obter H₂ , como fonte de energia renovável é importante tanto economicamente quanto ecologicamente. O propósito deste projeto é o estudo da reação de reforma a vapor de glicerol para síntese de H₂. Foi realizada a caracterização térmica do reformador para posterior análise do efeito da temperatura na reação. Serão produzidos, caracterizados e testados catalisadores Pt/Al₂O₃ através do método de impregnação para analisar o efeito do catalisador na reação.

METODOLOGIA:

Equipamentos: bomba peristáltica, reator de aço, forno, controlador de temperatura. Material: proveta de 10 mL, 5 termopares do tipo K, cronômetro, suporte alumina (Al₂O₃) em pellets, régua de 30 cm, água. Antes de iniciar o experimento analisaram-se os riscos do experimento, para realização do experimento com segurança. Fez-se a calibração da bomba peristáltica, numa vazão de 274,81 mL/h que torna possível a total evaporação da alimentação no reator. Para calcular a vazão utilizou-se: cronômetro, proveta de 10 mL e a bomba peristáltica. Para caracterização térmica do reator utilizou-se um termopar do tipo K que foi colocado no fundo do reator preenchido com o suporte alumina (Al₂O₃) em pellets, até a altura de 30 cm em relação ao fundo do reator. Fixou-se o um termopar para o controle de temperatura do sistema, sendo possível desta forma obter a rampa de aquecimento do forno. Para fazer a rampa de aquecimento optou-se por aumentar a temperatura 50°C no controlador, a cada 20 min, iniciando o set do controlador em 150°C e finalizando em 650°C, permanecendo por 1 hora nesta temperatura para a estabilização do reator. Depois se iniciava a alimentação do reator. Este procedimento foi repetido variando-se em 5 cm a altura do termopar no reator, até a altura de topo 30 cm.

RESULTADOS:

Utilizando-se o software Excell traçaram-se os gráficos da temperatura do reator e do forno em função do tempo. Ao analisando-se os dados observa-se que após 3:30h de aquecimento o reator obteve temperaturas constantes de 900°C no intervalo de altura de 0 a 10 cm. A partir de 15 cm, a temperatura do reator diminuiu consideravelmente. Após o início da alimentação do reator com água, observa-se que de 0 a 10 cm a perda de calor do reator é menos acentuada do entre 15 a 30 cm, o que já era esperado já que para vaporizar o fluido alimentado, o sistema perde calor para aquecê-lo. Analisando-se a característica das duas curvas pode-se inferir que para alturas maiores do que 15 cm o reator perde calor mais rapidamente para o meio, isto pode ser explicado, pois o reator na parte superior fica mais exposto ao ambiente, o que ocasiona uma maior perda de calor para o meio por convecção, ao passo que no fundo o reator está totalmente envolto pelo forno. Com o controlador tendo o set em 650 °C, a maior temperatura obtida foi de 900 °C na altura 0 e a menor temperatura 700 °C a 30 cm de altura. Pode-se explicar a maior temperatura na altura 0 pois o termopar estava em contato com a parede do reator de aço ao passo que a menor temperatura obtida foi a 30 cm devido a perda de calor para o ambiente.

CONCLUSÕES:

Pode-se concluir que para realizar a reação de reforma a vapor de glicerol no sistema estudado, o melhor setor para controlar a temperatura de reação seria entre 5 a 10 cm, dado que neste local as temperaturas são mais drásticas, de forma que isto pode prejudicar o rendimento da reação e também a ação catalisador Pt/Al₂O₃ .Desta forma o próximo passo será a alimentação do sistema com a mistura água: glicerol nas proporção 9:1 molar, de forma que seja possível analisar o efeito da temperatura no rendimento de H₂ produzido. Paralelamente também será realizada a síntese e caracterização do catalisador Pt/Al₂O₃ e a determinação da sua influência na reação de reforma.

Instituição de fomento: Funcamp

Trabalho de Iniciação Científica

Palavras-chave: Reforma a vapor, Glicerol, Catalisador Pt/Al2O3

E-mail para contato: fernandotakahashi@gmail.com