Catalisadores Cu/Al2O3 promovidos com Co e Zn aplicados à gaseificação de etanol em meio contendo água em condições supercríticas

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dc.contributor.advisor-co1Oliveira, Guilherme Roberto de
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8239498431579015eng
dc.contributor.advisor1Alonso, Christian Gonçalves
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7285754665946583eng
dc.contributor.referee1Oliveira, Sérgio Botelho de
dc.contributor.referee2Colmati Júnior, Flávio
dc.creatorMourão, Lucas Clementino
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/3156359031929064eng
dc.date.accessioned2018-08-29T14:13:25Z
dc.date.issued2018-07-19
dc.description.abstractThe great environmental concern, coupled with the risk of depletion of non-renewable raw material, has driven the search for new sustainable technologies with major concern to the reduction of pollutant emissions. Hydrogen, a chemical of enormous importance to industrial plants, stands out as a clean and renewable energy source. This chemical is commonly produced from non-renewable sources, such as natural gas reforming. Due to specific reaction conditions, the supercritical water gasification of wet biomass is a promising way for the production of hydrogen and others high added value fuel gases. Ethanol is an attractive material because it is renewable, has low toxicity compared to other resources and has high hydrogen content in its molecule. In order to become this technology viable, a decisive point is the development of a catalyst aiming at cost reductions and high selectivity to the products of interest. In this work, ethanol gasification was carried out in supercritical water with heterogeneous catalysts. The tests were performed on an Inconel Alloy 625 tubular reactor under the following operating conditions: temperatures of 400, 450, 500, 550, 600 and 650 ºC, pressure of 250 bar, 5 g loading of heterogeneous catalyst, reactor feed: ethanol/water molar ratio of 1:10 and mass flow rate of 5 g/min. The catalysts were synthesized by wet impregnation method using aqueous solutions of Cu, Co and Zn nitrates as precursors for the active phase and spherical pellets of Al 2 O 3 as catalytic support. The catalysts and the catalytic support were characterized by Thermogravimetry and Differential Thermal Analysis (TG/DTA), X-Ray Fluorescence (XRF), Scanning Electron Microscopy (SEM), textural analysis by Adsorption/Desorption Isotherms of N 2 at 77 K and X-Ray Diffraction (XRD). The gasification results indicated that H 2 production was mainly due to ethanol dehydrogenation. The catalysts showed higher conversions than observed for catalytic support only. The CuAl catalyst showed higher H 2 selectivity as well as higher H 2 molar flow at 650 °C. The CoZnAl catalyst showed a high tendency for C 2 H 4 formation at any reaction temperature, especially at 650 °C.eng
dc.description.provenanceSubmitted by Franciele Moreira (francielemoreyra@gmail.com) on 2018-08-29T13:43:45Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lucas Clementino Mourão - 2018.pdf: 2137358 bytes, checksum: fb0f843e55d7839ce63dfaae63046a2b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5)eng
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dc.description.resumoA grande preocupação ambiental, junto da possibilidade de insuficiência de matéria prima não renovável, tem estimulado a busca de novas tecnologias sustentáveis com maior atenção à emissão de poluentes. O hidrogênio, substância química de enorme importância nas industriais, destaca-se como uma fonte de energia limpa e renovável. Hidrogênio é comumente produzido a partir de fontes não renováveis, como na reforma à vapor do gás natural. Devido a características reacionais específicas, a gaseificação de biomassas úmidas em meio contendo água em condições supercrítica é um caminho promissor para a produção de hidrogênio e outros gases combustíveis com alto valor agregado. O etanol se mostra um material atraente pois é renovável, apresenta baixa toxicidade em comparação com outros recursos e possui alto teor de hidrogênio em sua molécula. Em busca de viabilizar tal tecnologia um ponto determinante é o desenvolvimento de catalisadores visando reduções de custo e aumento de seletividade aos produtos de interesse. Neste trabalho foram realizados testes de gaseificação de etanol em água supercrítica com catalisadores heterogêneos. Os testes foram executados em reator tubular feito de Inconel 625 sob as seguintes condições operacionais: temperaturas de 400, 450, 500, 550, 600 e 650 ºC, pressão de 250 bar, carga de 5 g de catalisador heterogêneo, alimentação do reator com razão molar de Etanol:Água de 1:10 e vazão mássica de alimentação de 5 g/min. Os catalisadores foram sintetizados a partir do método de impregnação de soluções aquosas dos nitratos precursores de Cu, Co e Zn com excesso de solvente e usando como suporte catalítico pellets esféricos de Al 2 O 3 . Os catalisadores e o suporte catalítico foram caracterizados por Termogravimetria e Análise Térmica Diferencial (TG/ATD), Fluorescência de Raios X (FRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), análise textural por Isotermas de Adsorção/Dessorção de N 2 a 77 K e Difração de Raios X (DRX). Os resultados de gaseificação indicaram que a produção de H2 se deu principalmente a partir da desidrogenação de etanol. Os catalisadores demonstraram conversões maiores ao observado apenas para o suporte catalítico. O catalisador CuAl apresentou maior seletividade a H 2 bem como maior vazão molar de H 2 à temperatura de 650 ºC. O catalisador CoZnAl apresentou elevada tendência a formação de C 2 H 4 em qualquer temperatura de reação, especialmente à temperatura de 650 ºC.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESeng
dc.formatapplication/pdf*
dc.identifier.citationMOURÃO, Lucas Clementino. Catalisadores Cu/Al2O3 promovidos com Co e Zn aplicados à gaseificação de etanol em meio contendo água em condições supercríticas. 2018. 111 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2018.eng
dc.identifier.urihttp://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/8837
dc.languageporeng
dc.publisherUniversidade Federal de Goiáseng
dc.publisher.countryBrasileng
dc.publisher.departmentInstituto de Química - IQ (RG)eng
dc.publisher.initialsUFGeng
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Química (IQ)eng
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectGaseificação de biomassa com água supercríticapor
dc.subjectGaseificação de biomassapor
dc.subjectEtanolpor
dc.subjectCatálise heterogêneapor
dc.subjectProdução de hidrogêniopor
dc.subjectBiomass gasification with supercritical watereng
dc.subjectBiomass gasificationeng
dc.subjectEthanoleng
dc.subjectHeterogeneous catalysiseng
dc.subjectHydrogen productioneng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICAeng
dc.titleCatalisadores Cu/Al2O3 promovidos com Co e Zn aplicados à gaseificação de etanol em meio contendo água em condições supercríticaseng
dc.title.alternativeCu/Al2O3 catalysts promoted with Co and Zn applied to ethanol gasification in medium containing water under supercritical conditionseng
dc.typeDissertaçãoeng

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