Modelagem e otimização da reforma a vapor de gás natural.
| Ano de defesa: | 1991 |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-19092025-113700/ |
Resumo: | Este trabalho se propõe a modelar matematicamente, simular e otimizar a operação, em regime estacionário, do setor de reforma a vapor de gás natural de uma planta química de produção de amônia. Dentre todos os processos presentes, recebe atenção especial o que ocorre no reator de reforma primária. O modelo desenvolvido para este reformador se baseia na abordagem astrofísica unidimendional para simular a fornalha radiante. Observa-se que a suposição de que os gases de combustão tem perfil emissivo de uma pseudomistura de um componente transparente com um cinzento resulta em uma inconsistência no balanço de energia; para contorná-la, admite-se que esses gases são cinzentos. O leito catalítico é representado por modelo cinético pseudo-homogêneo unidimensional. Dois parâmetros desse modelo são estimados a partir de dados industriais: o coeficiente global de transferência de calor e o coeficiente de absorção de radiação térmica dos gases de combustão. A esse modelo são, então, acoplados outros módulos computacionais, representando os demais processo da planta, a qual e, a seguir, simulada e otimizada com auxílio do programa executivo GEMCS. |
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Modelagem e otimização da reforma a vapor de gás natural.Untitled in englishGás naturalNatural gasEste trabalho se propõe a modelar matematicamente, simular e otimizar a operação, em regime estacionário, do setor de reforma a vapor de gás natural de uma planta química de produção de amônia. Dentre todos os processos presentes, recebe atenção especial o que ocorre no reator de reforma primária. O modelo desenvolvido para este reformador se baseia na abordagem astrofísica unidimendional para simular a fornalha radiante. Observa-se que a suposição de que os gases de combustão tem perfil emissivo de uma pseudomistura de um componente transparente com um cinzento resulta em uma inconsistência no balanço de energia; para contorná-la, admite-se que esses gases são cinzentos. O leito catalítico é representado por modelo cinético pseudo-homogêneo unidimensional. Dois parâmetros desse modelo são estimados a partir de dados industriais: o coeficiente global de transferência de calor e o coeficiente de absorção de radiação térmica dos gases de combustão. A esse modelo são, então, acoplados outros módulos computacionais, representando os demais processo da planta, a qual e, a seguir, simulada e otimizada com auxílio do programa executivo GEMCS.This work intends to build a mathematical model, to simulate and optimize the steady-state operation of the natural gás steam reforming sector of na ammonia plant. Among all the existing processes, the one occuring in the primary reforming reactor (which absorces mosto f the fuel spent in the process), deserves special attention, in view of its complexity. The modelo f the reformer is based on the astrophisical unidimensional approach to simulate the radiating furnace. It is observed that the hipothesys the flue gases have the emissive profile of a pseudo-mixture of a transparent and a Gray component results in an inconsistency in the energy balance, to overcome this problem, these gases are considered Gray. The catalitic bed is represented by a kinetic pseudo-homogeneous unidimensional model. Two parameters of this model are estimated from industrial data: the global heat-transfercoefficient and the thermal radiation absortion coefficient of the flue gases. The simulated results are consistent, with acceptable precision. Other computational modules, representing the remaining processes of the plant, are then implemented, together with the reformer model, in the executive program GEMCS. Finally, the program is modified, to incorporate an optimization algorithm. This procedure is tested in two study cases, with success.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPNascimento, Cláudio Augusto Oller doGiordano, Roberto de Campos1991-12-18info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-19092025-113700/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-09-19T14:41:02Zoai:teses.usp.br:tde-19092025-113700Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-09-19T14:41:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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