Banca de DEFESA: MATHEUS ALMEIDA DA SILVA

Uma banca de DEFESA de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : MATHEUS ALMEIDA DA SILVA
DATA : 20/03/2026
HORA: 09:30
LOCAL: Virtual
TÍTULO:

Modelagem e Validação do Reator de Combustível em um Sistema de Chemical Looping Combustion de Glicerina

PALAVRAS-CHAVES:

Combustão por recirculação química; glicerina; leito fluidizado; modelagem matemática; estimação de parâmetros; análise adimensional

PÁGINAS: 79
RESUMO:

Este trabalho apresenta o desenvolvimento, a estimação e a validação de um modelo matemático mecanístico e distribuído para o reator de combustível de um sistema de combustão por recirculação química da glicerina em leito fluidizado. O modelo considera explicitamente a hidrodinâmica bifásica do leito (bolha–emulsão), a cinética heterogênea das reações gas–sólido, a transferência de massa interfacial e a dispersão axial do gás, permitindo a descrição detalhada dos perfis axiais de composição e dos regimes reacionais ao longo do reator. A estimação de parâmetros foi realizada a partir de dados experimentais de 19 ensaios de combustão de glicerina, utilizando como variáveis-resposta as vazões molares de CO₂, CO, H₂, CH₄ e H₂O na saída do reator. Do conjunto total de 32 parâmetros definidos no modelo, 14 parâmetros cinéticos foram efetivamente ajustados por mínimos quadrados não lineares, enquanto os demais permaneceram fixos. O procedimento resultou em excelente qualidade de ajuste (R² = 0,9661), mesmo diante da elevada não linearidade do sistema. A validação independente, conduzida com experimentos não utilizados na estimação, confirmou a robustez do modelo (R² = 0,88). A análise de sensibilidade evidenciou que a razão sólido–combustível (Φ) controla predominantemente a conversão global da glicerina, com impacto limitado na seletividade, enquanto a razão H₂O/glicerina influencia fortemente a distribuição dos produtos via intensificação de reações secundárias. A vazão total mostrou-se determinante ao alterar o regime de transporte, suprimindo reações de reforma em condições de alta velocidade. A análise adimensional, baseada nos números de Damköhler, Reynolds e Peclet efetivo, permitiu identificar a transição entre regimes controlados por cinética e por transporte ao longo do leito, evidenciando uma estratificação funcional do reator, com combustão predominante na região inicial e uma zona posterior dominada por mistura e transporte. Os resultados demonstram que a operação em regimes hidrodinâmicos adequados é essencial para maximizar a produção de CO₂ e minimizar reações secundárias, fornecendo subsídios relevantes para o projeto e a otimização de reatores de Chemical Looping Combustion aplicados a combustíveis líquidos renováveis.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 1584174 - DOMINGOS FABIANO DE SANTANA SOUZA
Interno - ***.656.434-** - CARLOS EDUARDO DE ARAÚJO PADILHA - UFRN
Externo à Instituição - DANIEL SILVEIRA LIRA - UFRN
Externo à Instituição - JUAN ALBERTO CHAVEZ RUIZ - ISI-ER