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Título: Simulação e análise da influência dos parâmetros do processo de obtenção do gás de síntese utilizando o software Aspen Hysys
Título(s) alternativo(s): Simulation and analysis of the influence of the syngas gas obtaining process parameters using the Aspen Hysys software
Autor(es): Oliveira, Reyner Parreiras Pereira de
Orientador(es): Lenzi, Giane Gonçalves
Palavras-chave: Biogás
Métodos de simulação
Metano
Energia - Fontes alternativas
Biogas
Simulation methods
Methane
Renewable energy sources
Data do documento: 29-Mar-2021
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Ponta Grossa
Citação: OLIVEIRA, Reyner Parreiras Pereira de. Simulação e análise da influência dos parâmetros do processo de obtenção do gás de síntese utilizando o software Aspen Hysys. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2021.
Resumo: Na intenção de criar novas possibilidades para geração de energia a partir de fontes renováveis, o hidrogênio vem sendo estudado como opção, por possuir fontes de produção a partir de poluentes, alto poder calorífico e ser um combustível limpo. Com o intuito de contribuir cientificamente para o entendimento das reações de reforma de metano, realizou-se a análise da influência dos parâmetros de reação. O processo foi estudado através de experimentos computacionais com o apoio dos softwares Aspen Hysys e Excel, baseando-se na minimização da energia livre de Gibbs no equilíbrio. Os parâmetros estudados foram: proporção molar de reagentes (1-5), temperatura (600-1000 °C) e pressão (1-5 bar) utilizando como base a literatura. No desenvolvimento do processo, foram simuladas unidades de reforma de metano a seco e de reforma de metano a vapor, bem como ambas as unidades utilizando Biogás como fonte de metano. A planta foi construída no simulador e os resultados obtidos indicam que, altos valores na proporção molar de CO2/CH4, CO2/Biogás, H2O/CH4 e H2O/Biogás, altas temperaturas e baixas pressões favorecem a máxima conversão de metano. A utilização do biogás em substituição do metano puro no processo de reforma de metano demonstrou ter um grande potencial visto a necessidade de agregar valor a um resíduo e as suas condições favorecerem a reação de produção de gás de síntese. Através desse estudo, foi possível obter parâmetros termodinâmicos que podem facilitar a otimização de operações para obtenção de gás de síntese.
Abstract: With the intention of creating new possibilities for generating energy from renewable sources, hydrogen has been studied as an option, as it has sources of production from pollutants, high calorific value and is a clean fuel. In order to contribute scientifically to the understanding of methane reform reactions, an analysis of the influence of the reaction parameters was carried out. The process was studied through computational experiments with the support of the Aspen Hysys and Excel software, based on the minimization of Gibbs free energy in equilibrium. The parameters studied were: molar ratio of reagents (1-5), temperature (600-1000 °C) and pressure (1-5 bar) using the literature as a basis. In the development of the process, dry methane reform units, steam methane reform units and both units using Biogas as the methane source were simulated. The plant was built in the simulator and the results obtained indicate that high values in the molar proportion of CO2/CH4, CO2/Biogas, H2O/CH4 and H2O/Biogas, high temperatures and low pressures favor the maximum conversion of methane. The use of biogas to replace pure methane in the methane reform process has shown great potential, given the need to add value to a waste and its conditions to favor the reaction of synthesis gas production. Through this study, it was possible to obtain thermodynamic parameters that can facilitate the optimization of operations to obtain syngas gas.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26496
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