Estudo da oxidação do CO e CH4 em leito fluidizado - Carneiro, Tiago Duarte Leal (2016)
Este trabalho respeita ao estudo comparado das reações de oxidação do CO e CH4 em condições homogéneas e catalíticas em leito fluidizado, considerando diferentes condições estequiométricas, temperaturas e materiais constituintes do leito: areia siliciosa, leito preparado por trituração de rocha ígnea ferromagnesiana e cinzas da biomassa derivadas da combustão da biomassa em leito fluidizado), Os principais parâmetros que condicionam a distribuição de produtos de reação são a estequiometria, a temperatura e a natureza dos reagentes. Nas diferentes estequiometrias, a reação homogénea do CO+O2 mostra um forte efeito da temperatura: a velocidade de reação sofre um grande incremento, acima dos 800ºC com conversão quase total do reagente limitante, observando-se um pequeno aumento da temperatura. Para a reação homogénea de CH4+O2, observou-se um grande aumento da temperatura do reator e conversão acima dos 650ºC, num processo que se revelou ser experimentalmente mais difícil de analisar. O efeito da areia siliciosa na conversão de CO traduziu-se no aumento da velocidade de reação a cerca de 700ºC, significando um efeito catalítico positivo do leito nas diferentes condições de estequiometria. Este mesmo padrão foi também observado para os leitos de material ferromagnesiano e de cinzas, no que respeita à conversão de CO. Na reação homogénea de oxidação de CH4 verificou-se emissão de CO em condições subestequiométricas, acima de 680ºC e que a presença de leito tende a inibir esta formação de CO. Em condições sobreestequiométricas a presença de leito inibe a formação de CO. Na presença de CH4 ocorre um efeito de aumento de temperatura significativo (tendo atingido 1100ºC na presença do leito de cinzas, mas em condições sobreestequiométricas), já que em condições subestequiométricas a elevação de temperatura não foi tão pronunciada. Em condições homogéneas subestequiométricas a oxidação de CH4 é reduzida a temperaturas inferiores a 880ºC, sendo que na presença de leito ferromagnesiano na condição subestequiométrica observa-se a ocorrência de um máximo de CO a 950ºC. Nas mesmas condições de ensaio, o comportamento dos diferentes leitos não evidencia diferenças significativas entre si no âmbito dos diferentes parâmetros estudados.