60ª Reunião Anual da SBPC

INTRODUÇÃO:

No contexto da busca por vetores energéticos mais eficientes, o hidrogênio desponta como uma concreta opção tanto para aplicações estacionárias como veiculares, principalmente por possuir vantagens como a alta eficiência energética de sua obtenção e uso. Além disso, é possível obtê-lo através de diversas fontes e processos renováveis. Dentre estas fontes, o etanol da cana-de-açúcar se destaca no Brasil e no mundo como uma das principais iniciativas de introdução de um combustível renovável na matriz energética existente.

METODOLOGIA:

Neste trabalho foi simulado o processo de reforma autotérmica de etanol, visando o estudo da influência de diferentes parâmetros de processo, tais como temperatura, pressão, e proporções entre os insumos (ar, etanol e água) sobre o gás de reforma produzido pelo reator.

RESULTADOS:

Com este estudo, confirmou-se a indicação (obtida pela análise das plantas industriais) de que o processo operado sob pressão (10~30 bar) é energeticamente vantajoso quando comparado à operação tradicional à baixa pressão, proposta pela maioria dos trabalhos científicos disponíveis.Determinou-se assim os parâmetros de operação de um sistema real de reforma de etanol, otimizando-se a fração molar de hidrogênio + monóxido de carbono no gás de reforma gerado.

CONCLUSÕES:

O comportamento obtido na simulação computacional do processo para todos os cenários mostrou-se condizente com o comportamento esperado, confirmando a validade da simulação criada. A existência de um ponto ótimo no estudo da razão O2/Etanol explicita a existência de uma estequiometria ideal para o processo de oxidação parcial. Adicionalmente, com um aumento do valor de O2/Etanol, observa-se decréscimo da fração molar de H2 e aumento da fração de CO2 na corrente gasosa gerada, indicando maior ocorrência do processo de oxidação total do etanol. Variando-se a proporção H2O/Etanol, observa-se aumento da fração molar de H2 para maiores valores da relação H2O/Etanol. Tal comportamento é também coerente com a realidade, uma vez que maiores quantidades de água, embora prejudiquem o sistema sob o ponto de vista térmico, deslocam a reação da reforma-vapor no sentido da formação de seus produtos. Como as análises são feitas em base seca, o efeito de diluição decorrente da adição de água é eliminado. Por fim, as frações finais obtidas (H2~35-45%; CO~22-15%) são muito semelhantes às encontradas em um sistema real de reforma autotérmica com as dimensões do estudo (vazão de 3,5m3 syngas/h), o que reforça ainda mais a eficácia da simulação criada em prever o comportamento do reator autotérmico para produção de hidrogênio.

Instituição de fomento: PIBIC - CNPq

Trabalho de Iniciação Científica

Palavras-chave: Hidrogênio, Etanol, Combustíveis

E-mail para contato: ricardofoli@hotmail.com