Desenvolvimento de novos adsorventes e processos híbridos em reforma catalítica por vapor de água

Abstract

produção de hidrogênio e a reação química entre metano e vapor de água é conduzida em reatores multitubulares catalíticos, operando a 800-900 oC e as reações são reversíveis e altamente endotérmicas. Foi proposto um sistema onde acopla-se um adsorvente eficiente na remoção do CO2, juntamente com um catalisador da reação de reforma, com o objetivo de deslocar o equilíbrio na formação de maior quantidade de hidrogênio. Dois tipos de adsorventes, peneira molecular carbonosa e hidrotalcitas, foram utilizados. Os resultados mostraram que a hidrotalcita é o adsorvente mais adequado. Os adsorventes foram caracterizados por diferentes metodologias. As isotermas de adsorção de CO2 foram obtidas na faixa de 150 a 500oC e demonstraram ser reversíveis. A cinética de adsorção de CO2 foi estudada às temperaturas na faixa de 150 a 450oC através dos métodos microgravimétrico e cromatográfico por ZLC encontrando controle difusivo nos microporos. Na reforma com vapor de água em menores temperaturas de operação na presença de hidrotalcita, mostrou que a razão molar CH4:H2O = 1:3 apresentou melhores resultados do que na razão molar 1:5 em termos de produção de hidrogênio. Para o reator híbrido contendo catalisador e hidrotalcita em tempos curtos de reação, ocorreu aumento da produção de hidrogênio. A razão mássica de catalisador:adsorvente 1:1 apresentou melhores resultados em relação à formação de hidrogênio. O reator híbrido comprovou-se ser uma possível alternativa na produção de hidrogênio.