Simulação de um processo de produção de energia baseado na reforma de bio-óleo

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dc.contributor.advisor-co1Cardozo Filho, Lúcio
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2710474728753403eng
dc.contributor.advisor1Souza, Thiago Leandro de
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7431199944070783eng
dc.contributor.referee1Souza, Thiago Leandro de
dc.contributor.referee2Silva, Simone Monteiro e
dc.contributor.referee3Pinto, Leandro Ferreira
dc.creatorRodrigues, Caroline Teixeira
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/9232130217602725eng
dc.date.accessioned2019-04-30T14:17:51Z
dc.date.issued2019-03-19
dc.description.abstractThere is a growing interest in the development of clean and renewable processes for obtaining energy. In this sense, one of the most interesting fuels in the present is hydrogen. An opportunity is to reform the bio-oil for hydrogen production and fuel cell application. The bio-oil is a residue of flash pyrolysis and is a complex mixture of oxygenated compounds that depends on the conditions of pyrolysis operation and the nature of the biomass used. Acetic acid is one of the main compounds of this mixture, and this is often considered to be a model compound for the study of reactions with bio-oil. The steam reforming is the main process used commercially in the production of hydrogen from fuels fossil. However, this technology can be employed in the production of hydrogen from renewable sources. This process basically consists of the reaction of a substrate (hydrocarbon) with steam at high temperature providing a mixture of gases composed mainly of hydrogen and carbon monoxide. This reaction is highly endothermic which requires the consumption of large amounts of thermal energy. The autothermal reforming combines the steam reforming, an endothermic reaction, and the partial oxidation, an exothermic reaction, generating a thermally standalone process. This reaction consists of the feeding of steam and oxygen along with the substrate providing as a product a mixture composed mainly of hydrogen and carbon monoxide, and other compounds such as methane and carbon dioxide. Hydrogen is the most used fuel in fuel cells. Fuel cells are more efficient energy generation systems than internal combustion and produce clean energy. The literature misses computational works that study systems like the described integrated self energetically. In this way, this work intends to contribute to the theme, presenting unprecedented computational simulations of hydrogen production processes from bio-oil by oxidative steam reforming and steam reforming. The hydrogen formed will be used for fuel cell feed for energy production. The best operating conditions will be simulated in a complete process with energy integration to assess that they are self-reliant from the point of view of energy expenditures. This study constitutes an important step in the technological development of processes that enable the production of hydrogen and energy from renewable sources of energy.eng
dc.description.provenanceSubmitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2019-04-30T13:40:03Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Caroline Teixeira Rodrigues - 2019.pdf: 4478569 bytes, checksum: e7d85066008467e469ee25ee1a9ed2a4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5)eng
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dc.description.resumoExiste um crescente interesse no desenvolvimento de processos limpos e renováveis para a obtenção de energia. Nesse sentido, um dos combustíveis de maior interesse na atualidade é o hidrogênio. Uma oportunidade é a reforma do bio-óleo para produção de hidrogênio e aplicação em célula a combustível. O bio-óleo é um resíduo de flash pirólise, e é uma mistura complexa de compostos oxigenados que depende das condições de operação de pirólise e da natureza da biomassa utilizada. O ácido acético é um dos principais compostos desta mistura, sendo este muitas vezes considerado como um composto modelo para o estudo de reações com bio-óleo. A reforma com vapor de água é o principal processo utilizado comercialmente na produção de hidrogênio a partir de combustíveis fósseis. Entretanto esta tecnologia pode ser empregada na produção de hidrogênio a partir de fontes renováveis. Este processo consiste basicamente na reação de um substrato (hidrocarboneto) com vapor d’água à alta temperatura fornecendo uma mistura de gases composta principalmente por hidrogênio e monóxido de carbono. Esta reação é altamente endotérmica o que exige o consumo de grandes quantidades de energia térmica. A reforma autotérmica combina a reforma com vapor de água, uma reação endotérmica, e a oxidação parcial, uma reação exotérmica, gerando um processo termicamente autossuficiente. Essa reação consiste na alimentação de vapor de água e oxigênio juntamente com o substrato fornecendo como produto uma mistura composta principalmente por hidrogênio e monóxido de carbono, e outros compostos como metano e dióxido de carbono. O hidrogênio é o combustível mais utilizado em células a combustível. As células são sistemas de geração de energia mais eficientes do que combustão interna e produzem energia limpa. A literatura carece de trabalhos computacionais que estudam sistemas como o descrito integrados autossuficientes energeticamente. Dessa forma, este trabalho pretende contribuir com o tema, apresentando simulações computacionais inéditas de processos de produção de hidrogênio a partir de bio-óleo por reforma oxidativa com vapor de água e reforma com vapor de água. O hidrogênio formado será utilizado na simulação para alimentação de célula a combustível para a produção de energia. As melhores condições operacionais serão simuladas em um processo completo com integração energética para avaliação de que estes sejam autossuficientes do ponto de vista de gastos com energia. O estudo constitui em uma etapa importante no desenvolvimento tecnológico de processos que viabilizem a produção de hidrogênio e energia a partir de fontes renováveis de energia.eng
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEGeng
dc.formatapplication/pdf*
dc.identifier.citationRODRIGUES, C. T. Simulação de um processo de produção de energia baseado na reforma de bio-óleo. 2019. 135 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2019.eng
dc.identifier.urihttp://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/9554
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 Engenharia Química (IQ)eng
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectBio-óleopor
dc.subjectReformapor
dc.subjectHidrogêniopor
dc.subjectSimulaçãopor
dc.subjectBio-oileng
dc.subjectReformingeng
dc.subjectHydrogeneng
dc.subjectSimulationeng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICAeng
dc.titleSimulação de um processo de produção de energia baseado na reforma de bio-óleoeng
dc.title.alternativeSimulation of an energy production process based on bio-oil reformingeng
dc.typeDissertaçãoeng

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