Modelagem e Simulação do Processo de Remoção de CO2 usando Microrreator
Gás natural, CO 2 , absorção física, absorção química, microrreator,
modelagem matemática.
Com o contínuo aumento da demanda energética pelo gás natural e a crescente
preocupação com aspectos ambientais, principalmente relacionado aos gases de efeitos
estufa, fizeram o CO 2 e a sua captura se tornar um alvo de relevância para pesquisas e
interesses industriais. Os microrreatores, diante de diversas opções de aplicação, vem se
destacando na absorção de CO 2 . Neste trabalho, houve um estudo da modelagem de
microrreatores na captura de CO 2 de uma mistura multicomponente com características
similares ao gás natural, composta por CH 4 , N 2 e CO 2 sob pressão atmosférica e temperatura
ambiente. Foi realizada uma etapa de estimação de parâmetros para correta representação
dos fenômenos de transferência de massa e de reação química. Em um primeiro momento,
foi avaliada a absorção física, na qual água destilada (H 2 O) estava presente como solvente.
Também foi verificado a interferência de um novo componente (CH 4 ) na absorção de CO 2 .
Avaliou-se a influência das variáveis como velocidade da corrente gasosa, velocidade da
corrente líquida, vazão total e razão gás-líquido, em diversas composições iniciais. Em um
segundo momento, foi analisado a absorção química de CO 2 em experimentos com
diferentes reagentes aminados (MEA, EtilEA e TEA) em H 2 O como solvente em diversas
concentrações. O modelo matemático fenomenológico foi implementado em MATLAB ®
para descrever e analisar o processo. Os parâmetros foram estimados utilizando o método
dos Ponto Interiores. Na etapa de validação do modelo matemático foi obtido erros absolutos
médios (MAE) inferiores a 2%, exibindo uma excelente capacidade preditiva, o que
possibilitou uma simulação e estudo do processo. Foi observado que a adição de CH 4 não
alterou significativamente a quantidade absorvida de CO 2 , embora tenha se alterado as
resistências pela transferência de massa. Maiores absorções de CO 2 foram obtidas em
menores velocidades de gás, maiores velocidades de líquido. Também foi constatado que
uma menor razão gás-líquido aumenta o rendimento de absorção, enquanto que a uma maior
vazão total resulta em menores resistências de transferências de massa. A presença de uma
reação química intensificou a transferência de massa, decorrendo em fatores de aumento
maiores que 1. Maiores concentrações provocaram em melhores resultados de absorção de
CO 2 . O reagente que apresentou melhores rendimentos foi a EtilEA.