Desenvolvimento de tocha de plasma de vapor de água e sua aplicação para conversão térmica de piche de alcatrão de hulha em gás de síntese e materiais carbonosos avançados

• Processo: 22/00271-3
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2022
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2025
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial
• Pesquisador responsável: Alexei Essiptchouk
• Beneficiário: Alexei Essiptchouk
• Instituição Sede: Instituto de Ciência e Tecnologia (ICT). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de São José dos Campos. São José dos Campos , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Antonio Carlos Varela Saraiva ; Argemiro Soares da Silva Sobrinho ; Eduardo Sant Ana Petraconi Prado ; Felipe de Souza Miranda ; Gilberto Petraconi ; Marcelo Pêgo Gomes
• Assunto(s): Termodinâmica Materiais carbonáceos Transferência de calor Plasma térmico Tocha de plasma Processo por arco plasma Simulação numérica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Analise termodinamico | Materiais carbonosos avançados | Plasma gasificação | plasma térmico | Simulação numérica: escoamento e transferência de calor | Tocha de plasma de arco não transferido | Processamento a plasma

Resumo

O rápido desenvolvimento econômico leva a um aumento constante nas quantidades de resíduos industriais, municipais e do serviço de saúde e exige uma tecnologia eficaz e ambientalmente amigável para reduzir os efeitos negativos da industrialização. Um método avançado e eficiente (em termos energéticos e de recursos) além de ser ecologicamente correto é o tratamento a plasma térmico. No momento, os métodos de tratamento via plasma térmico ainda não estão bem difundidas, principalmente devido à falta de geradores de plasma confiáveis e eficientes. Para eliminar essa lacuna, o projeto visa desenvolver e patentear uma tocha de plasma de arco não transferido que emprega o vapor de água tanto na própria refrigeração como para gerar o plasma. Tal solução técnica permite aumentar significativamente a eficiência térmica da tocha e a entalpia do jato. Neste projeto planeja-se desenvolver o modelo numérico da tocha de plasma com escoamento bifásico (mistura água e seu vapor) em fim de avaliar os fluxos térmicos e distribuição da temperatura em constituintes da tocha de plasma. Em seguida serão elaborados desenhos técnicos (em CAD) para fabricação da tocha. O funcionamento da tocha de vapor será examinado do ponto de vista das suas características térmicas e elétricas e comparação com os das tochas convencionais. No final a tocha será instalada num gaseificador laboratorial onde será processado o piche de alcatrão com intuito de obter, além do gás de síntese, o material carbonoso avançado nanoestruturado. (AU)