@PHDTHESIS{ 2023:80874653, title = {Modelagem matemática e simulação da reforma a seco do metano catalisada por Ni/Si-MCM-41}, year = {2023}, url = "https://tede.unioeste.br/handle/tede/6887", abstract = "O processo de reforma a seco (RSM) do metano emerge como uma tecnologia promissora para a geração de energia limpa e renovável, utilizando gases de efeito estufa (CH4 e CO2) para criar um gás de síntese composto predominantemente por H2 e CO. Esse método requer temperaturas elevadas (600-1200 °C), tornando essencial a utilização de catalisadores para otimizar a eficiência energética. Na literatura, catalisadores base de níquel (Ni) se destacam pela elevada atividade catalítica, acessibilidade econômica e ocorrência natural. A expansão para reatores de maior porte e a produção em escala significativa de hidrogênio exigem a análise da cinética da reação e a aplicação de modelagem matemática. Pesquisas recentes ressaltam o desempenho do catalisador Ni/Si-MCM-41, alcançando conversões superiores a 98% para CH4 e CO2 a 800 °C. Nesse contexto, o presente estudo investigou seis modelos de lei de velocidade, contemplando abordagens irreversíveis e reversíveis de potência, além dos modelos de Langmuir-Hinshelwood (LH) e Eley-Rideal (ER). Para atingir esse objetivo, experimentos reacionais de RSM foram executados em um reator de leito fixo. O estudo abrangeu uma faixa de temperaturas de 873-973 K, vazões volumétricas da mistura variando de 300 a 600 ml/min, mantendo composição de alimentação (CH4/CO2, 1:1) e pressão constante (1 bar). Entre os modelos avaliados, o modelo reversível de LH demonstrou o melhor desempenho, evidenciado por coeficientes de determinação superiores a 0,9. Um modelo matemático pseudo-homogêneo foi desenvolvido para descrever a RSM em reatores de leito fixo. As simulações realizadas com o modelo pseudo-homogêneo e os parâmetros estimados para cinética mostraram que o modelo descreve bem a reforma a seco do metano, principalmente quando acoplada a reação de water-gas-shift reversa. Além destes resultados, foi desenvolvido o DRMSimulator, um software implementado em linguagem de programação Java, focado no modelo pseudo-homogêneo. Através dessa ferramenta, foi possível simular a conversão de metano nas condições experimentais, alcançando coeficientes de determinação superiores a 0,9 para os modelos de potência.", publisher = {Universidade Estadual do Oeste do Paraná}, scholl = {Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química}, note = {Centro de Engenharias e Ciências Exatas} }