Banca de QUALIFICAÇÃO: MATHEUS ALMEIDA DA SILVA

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : MATHEUS ALMEIDA DA SILVA
DATA : 31/07/2025
HORA: 09:00
LOCAL: Virtual
TÍTULO:

Modelagem do processo de Chemical Looping Combustion da Glicerina: Estimação de parâmetros Cinéticos e simulação para reator em leito fluidizado

PALAVRAS-CHAVES:

Chemical Looping Combustion; Estimação de Parâmetros; Reator de Leito Fluidizado; Cinética Heterogênea; Otimização Numérica.

PÁGINAS: 28
RESUMO:

A combustão com looping químico (Chemical Looping Combustion – CLC) tem se destacado como uma das tecnologias mais promissoras para geração de energia com captura inerente de CO₂, ao permitir separação direta dos gases de combustão e alta eficiência térmica. Neste trabalho, propõe-se a modelagem matemática e estimação de parâmetros cinéticos para a combustão de glicerina em reator de leito fluidizado, visando preencher lacunas relacionadas ao uso de combustíveis líquidos residuais em CLC. A glicerina, subproduto da produção de biodiesel, representa um combustível alternativo com potencial de valorização energética em processos de baixa emissão. Foram selecionadas 23 reações representativas do processo global, abrangendo modelos nucleacionais do tipo Avrami-Erofeev, reações irreversíveis com dependência de ordem 𝑛, e reações reversíveis com constantes de equilíbrio determinadas via simulação termodinâmica no Aspen Plus. O sistema matemático resultante envolve equações diferenciais ordinárias (EDOs) para o balanço molar das espécies, acopladas a equações diferenciais parciais (EDPs) representando o perfil axial de concentração nas fases de bolha e emulsão do leito. A estimação de mais de 90 parâmetros cinéticos (valores de 𝐴, 𝐸𝑎, 𝑛, 𝑣, 𝐾𝑒𝑞) foi realizada com base em 9 experimentos para calibração e 7 para validação cruzada, utilizando três abordagens de ajuste: mínimos quadrados não-lineares, algoritmo de otimização global baseado em evolução diferencial, e uma estratégia híbrida sequencial. Os parâmetros foram incorporados a três modelos: a) modelo transiente para calcular cada espécie gasosa na fase de emulsão, b) modelo para calcular a variação da concentração da espécie no eixo Z do reator, c) cálculo da taxa de conversão do sólido no tempo. Os resultados obtidos demonstraram excelente concordância com os dados experimentais em regime permanente, validando a estrutura cinética proposta. A metodologia desenvolvida permite prever o desempenho reacional e operacional do sistema com alto grau de confiabilidade, sendo aplicável ao dimensionamento e otimização de unidades de CLC com biocombustíveis líquidos.

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