Banca de DEFESA: POLIANA PASTORELE DA SILVA QUIRINO

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : POLIANA PASTORELE DA SILVA QUIRINO
DATA : 25/11/2021
HORA: 14:00
LOCAL: videoconferência na plataforma RNP (sala PEI-UFBA)
TÍTULO:

MODELAGEM MATEMÁTICA E SIMULAÇÃO DE UMA UNIDADE DE REFORMA DE METANO DE VAPOR DE ALIMENTAÇÃO INDUSTRIAL.

PALAVRAS-CHAVES:

reforma do metano a vapor, modelagem fenomenológica, cinética das reações de reforma, planejamento de experimentos, otimização do processo.

PÁGINAS: 235
RESUMO:

Este trabalho tem como objetivo desenvolver modelos matemáticos fenomenológicos estacionário e dinâmico de uma unidade industrial de reforma do metano a vapor (SMRU). Para sua descrição completa, quatro volumes de controle são considerados: o reator tubular catalítico, a parede do tubo, o forno e o refratário. São investigados efeitos comumente negligenciados na literatura, por exemplo, a radiação no lado do tubo, a convecção no forno, a energia irradiada pelos tubos de reforma e pelo refratário, bem como a energia absorvida pelo gás na fornalha. O modelo também incorpora as expressões cinéticas que definem as reações de reforma e combustão. Essas reações são descritas por rigorosos balanços distribuídos de massa e energia, ao contrário da abordagem usual na literatura, onde correlações empíricas são usadas para descrever o perfil de liberação de calor da fornalha para os reatores tubulares. Uma previsão mais precisa desse perfil é útil para entender e monitorar a qualidade do gás de síntese para diferentes condições de entrada, sem a necessidade de saber o comprimento da chama. O modelo estacionário do reformador é validado utilizando dados experimentais do parceiro industrial e da literatura. Este modelo é usado para investigar a influência da cinética de reforma no desempenho do reformador. Diferentes expressões cinéticas comumente aplicadas na literatura são comparadas entre si e os resultados, para diferentes condições de operação, confirmam que o reformador opera próximo ao equilíbrio químico. Portanto, a cinética tem pouco efeito sobre o desempenho do reformador, que é função principalmente do gerenciamento de calor enviado aos tubos de reforma. Uma abordagem estatística baseada no planejamento de experimentos e na metodologia de superfície de resposta (RSM) é aplicada para identificar as variáveis e interações mais importantes no processo. Além disso, este estudo visa mapear a região viável ótima de operação do reformador. Esta análise estatística mostra que a proporção de vapor /carbono, vazão de alimentação para o tubo, temperatura do gás de alimentação e temperatura do ar de combustão são as variáveis que mais influenciam o desempenho do processo de reforma. O estudo do reformador evolui com o uso do modelo dinâmico para prever o comportamento temporal e espacial dessas variáveis-chave. Este estudo visa extrair informações mais detalhadas do processo, como condições que podem resultar em picos de temperatura que não seriam previstos com a utilização de um modelo estacionário. Ambos os modelos, estacionário e dinâmico, apresentam perfis de temperatura e composição consistentes com a literatura. Portanto, tais modelos podem servir como uma ferramenta valiosa para auxiliar os operadores na prática operacional, bem como podem ser usados para desenvolver e analisar esquemas de controle na unidade industrial investigada.

MEMBROS DA BANCA:
Externo à Instituição - Esly Ferreira da Costa Junior
Externa à Instituição - Caliane Bastos Borba Costa 
Externo à Instituição - Príamo Albuquerque Melo Junior
Presidente - 3495808 - KAREN VALVERDE PONTES VATER
Interno - 1523793 - SILVIO ALEXANDRE BEISL VIEIRA DE MELO