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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/25014
Tipo: TCC
Título: ANÁLISE TRANSIENTE DE CONTATORES DE MEMBRANA PARA CAPTURA DE CARBONO
Autor(es): Passos, Wanderson Felipe Araújo dos.
Primeiro Orientador: Morais Jr., Arioston Araújo de
Resumo: A busca pela redução dos gases do efeito estufa vem crescendo rapidamente, sobremaneira em relação ao dióxido de carbono. Devido a maior atenção voltada para a redução das emissões de CO2 na atmosfera, que é o principal gás proveniente da queima de combustíveis fósseis para geração de energia e outros processos que envolvam, direta ou indiretamente, a geração de CO2, diversas tecnologias têm sido estudadas e aplicadas industrialmente, com a intenção de sequestrar o poluente destas correntes. Estas tecnologias são comumente conhecidas como tecnologias de captura e armazenamento de carbono, ou CCS (do inglês - Carbon Capture and Storage). Algumas destas técnicas já estão bastante difundidas, ainda que com algumas desvantagens. O presente trabalho apresenta a modelagem e a simulação de um sistema de captura de CO2 alternativo aos métodos convencionais de sequestro: o contator de membrana de fibra oca (ou HFMC – Hollow Fiber Membrane Contactor). A modelagem se deu através de balanços molares diferenciais nos seus respectivos volumes de controle (para a fase gasosa, a membrana e a fase líquida), dando origem a um sistema de equações diferenciais parciais, as quais dependem do tempo e do eixo axial do equipamento. O sistema foi solucionado utilizando o método das diferenças finitas passadas, onde foi convertido em um sistema de equações diferenciais ordinárias de duas formas distintas: discretizando o espaço (dando a solução para o tempo) e discretizando o tempo (resolvendo o sistema no espaço). A implementação do método foi feita no software Python, onde um solver de equações diferenciais foi utilizado. Os resultados do modelo foram concretos e consistentes com o que é mostrado na literatura, e pôde- se observar o comportamento do processo frente a determinadas condições de simulação. Tais condições (de vazões volumétricas e geometria do equipamento) foram adaptadas para se atingir uma razão de captura de CO2 de 90%. Ainda que a modelagem tenha sido simplificada, e os efeitos térmicos e cinéticos não tenham sido levados em consideração, foram obtidos bons resultados.
Abstract: The search for the reduction of greenhouse gases has been growing rapidly, especially in relation to carbon dioxide. Due to greater attention in reducing CO2 emissions into the atmosphere, which is the main gas from the fossil fuels combustion for energy generation and other processes involving the generation of CO2 directly or indirectly, several technologies have been studied and applied industrially, with the intention of sequestering the pollutant from those streams. These technologies are commonly known as Carbon Capture and Storage technologies (CCS). Some of these techniques are already quite widespread, although with some disadvantages. This work presents the modeling and simulation of an alternative CO2 capture system to the conventional methods of sequestration: the Hollow Fiber Membrane Contactor (HFMC). The modeling took place through differential molar balances in their respective control volumes (for the gaseous phase, the membrane and the liquid phase), giving rise to a system of partial differential equations, which depend on the time and axial coordinate of the equipment. The system was solved using the past finite differences method, where it was converted into a system of ordinary differential equations in two different ways: discretizing space (giving the solution to time) and discretizing time (solving the system in space). The method implementation was done in Python software, where a differential equation solver was used. The model results were concrete and consistent with what is shown in the literature, and it was possible to observe the behavior of the process under certain simulation conditions. Such conditions (of volumetric flow rates and equipment geometry) were adapted to achieve a 90% CO2 capture ratio. Although the modeling was simplified, and thermal and kinetic effects were not taken into account, good results were obtained.
Palavras-chave: Modelagem e simulação de processos,
Captura de carbono
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Engenharia Química
Tipo de Acesso: Acesso aberto
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/25014
Data do documento: 17-Dez-2021
Aparece nas coleções:TCC - Engenharia Química

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