Conversão de dióxido de carbono em monóxido de carbono por reação reversa de deslocamento gás água por loop químico.

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Lima, Beatriz Maria Baffa
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Carbon dioxide; Chemical looping; Dióxido de carbono; Looping químico; Process modeling; Process simulation; Processo (Modelagem; Simulação); Reverse water-gas shift; Synthesis gas
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-29042024-093610/

A captura, utilização e armazenamento de carbono (CCUS, do inglês Carbon, Capture, Utilization and Storage) é uma das principais estratégias para reduzir as emissões de dióxido de carbono na atmosfera. Recentemente, a utilização de dióxido de carbono (CO2) tem atraído a atenção de pesquisadores e empresas, uma vez que pode contribuir para melhorar a economia do processo de captura de CO2 através da produção de combustíveis e produtos químicos de alto valor agregado e tem sido considerada uma alternativa viável ao armazenamento geológico de CO2. Dentre as tecnologias para utilização de CO2, destaca-se a reação reversa de deslocamento gás-água (RWGS, do inglês reverse water gas shift) como uma rota promissora. A RWGS é uma reação que produz monóxido de carbono a partir de CO2 e hidrogênio. O monóxido de carbono é um constituinte do gás de síntese. O principal desafio dessa reação é a busca por catalisadores que permitam que a reação ocorra em baixas temperaturas e atinja altas conversões. Além disso, no processo, ocorrem reações paralelas que geram produtos indesejados, como o metano (CH4). Uma rota alternativa é o processo RWGS intensificado com recirculação química (chemical looping), RWGS-CL, utilizando óxidos metálicos como transportadores de oxigênio. O processo RWGS-CL é um processo cíclico de duas etapas para ativação do CO2, onde ocorrem duas reações: oxidação e redução. Nesse contexto, este trabalho avaliou os potenciais óxidos metálicos para a aplicação da RWGS-CL, tendo a magnetita sido escolhida como o óxido carregador de oxigênio mais eficaz entre os avaliados. Foram conduzidas modelagem e simulação do processo, considerando um reator de leito fixo multitubular. Durante a análise, foram observadas conversões de reagentes em produtos atingindo 100% para o monóxido de carbono (CO) ao longo de 11 horas de reação contínua. Além disso, foram analisados o perfil de temperatura e a perda de carga ao longo do comprimento do reator, visando avaliar o potencial uso dessa tecnologia em escala industrial. Os resultados indicam que não há variações significativas de temperatura no reator quando aquecido a 1073K e que a perda de carga ao longo do comprimento do reator é desprezível.