Tecnologia de plasmas para fins energéticos: conversão de carvão em gás de síntese, reforma do CO2 e tratamento do alcatrão

• Processo: 10/51298-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - PITE
• Vigência: 01 de maio de 2012 - 30 de abril de 2016
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Materiais Elétricos
• Convênio/Acordo: Vale-FAPEMIG-FAPESPA
• Pesquisador responsável: Gilberto Petraconi
• Beneficiário: Gilberto Petraconi
• Instituição Sede: Divisão de Ciências Fundamentais (IEF). Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Ministério da Defesa (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
• Empresa Sede: Vale S/A
• Município: São José dos Campos
• Bolsa(s) vinculada(s): 13/05092-0 - Conversão de alcatrão e CO2 assistida a plasma de descarga de arco deslizante, BP.MS; 12/14577-5 - Mecanismos químicos na remoção de alcatrão gerado da gaseificação de carvão mineral assistido a plasma térmico de vapor de água, BP.PD; 12/14568-6 - Desenvolvimento e operação de um sistema de plasma excitado por micro-ondas aplicado para reforma do alcatrão proveniente de processos de gaseificação, BP.DR
• Assunto(s): Engenharia eletrônica Microeletrônica Plasma (microeletrônica) Gaseificação Carvão Dióxido de carbono Alcatrão
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Alcatrao E Co2 | Carvao | Gas De Sintese | Plasmas Frios | Plasmas Termicos

Resumo

Este projeto visa o desenvolvimento de tecnologias de plasmas para a gaseificação do carvão mineral, assim como a reforma de compostos gerados neste processo, principalmente os alcatrões (hidrocarbonetos condensáveis, como furanos, fenóis, etc.), hidrocarbonetos não condensáveis (como metano, etano e dioxinas) e o dióxido de carbono (C02) visando, tanto na gaseificação quanto na reforma, a geração de gás de síntese (H2 e CO), importante composto que tanto pode ser utilizado como combustível quanto na indústria química. Para atingir tais objetivos, este trabalho insere-se no contexto de desenvolvimento de reatores reformadores a plasma. A tecnologia de plasma vem sendo intensamente estudada para aplicações em processos químicos, tendo como base os processos colisionais entre espécies (elétrons, íons, radicais, moléculas neutras) geradas no plasma que alteram a reatividade química do meio, tanto pela geração de novas espécies químicas quanto pela injeção de energia proveniente do plasma. O objetivo do processo a plasma é maximizar a conversão das espécies da gaseificação em hidrogênio e monóxido de carbono (gás de síntese). Por ser um trabalho de prospecção, as atividades previstas têm foco nos processos a plasmas gerados por descargas aplicáveis em uma ou várias etapas do processo, sendo elas: descarga de tipo arco deslizante (gliding arc), descarga por micro-ondas e descarga em arco térmico (tochas de plasmas térmicos), utilizando diferentes meios gasosos como ar, vapor de água e oxigênio. Estes reatores integrarão o sistema de gaseificação em escala laboratorial, sendo que a tocha de plasma térmico assistirá diretamente o processo de gaseificação, enquanto os sistemas de arco deslizante e micro-ondas serão utilizados nos processos de reforma dos gases residuais. O sistema gaseificação tem como alvo a realização de testes e a introdução de inovações nos processos. A gaseificação será avaliada, quanto aos efeitos da injeção de diferentes tipos de gases e de parâmetros do plasma medindo-se a composição química dos gases produzidos. As correlações de parâmetros do processo com os resultados da gaseificação assistida por plasma deverão permitir o direcionamento da pesquisa para aperfeiçoamento da seletividade de reações e a eficiência de conversão, com enfoque na avaliação do balanço de energia global do processo, bem como de cada parte que o constitui. (AU)