Desenvolvimento de um reator compacto a plasma para gaseificação de carvão mineral

• Processo: 13/01566-8
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisador Visitante - Internacional
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2013
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2014
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial
• Pesquisador responsável: Gilberto Petraconi
• Beneficiário: Gilberto Petraconi
• Pesquisador visitante: Alexei Mikhailovich Essiptchouk
• Instituição do Pesquisador Visitante: National Academy of Sciences of Belarus (NASB), Bielorrússia
• Instituição Sede: Divisão de Ciências Fundamentais (IEF). Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Ministério da Defesa (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
• Assunto(s): Gaseificação Carvão mineral
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: aplicações de plasmas térmicos | gaseificação de carvão mineral | processo de gaseificação | reator compacto a plasma | Tecnologia de plasmas | Tochas de Plasmas | Aplicações de plasmas térmicos

Resumo

O presente projeto visa ao estudo experimental do processo de reforma de carvão mineral a plasma para a produção de gás de síntese (uma mistura de H2 e CO). Os processos de gaseificação assistida a plasma vêm sendo considerados como uma alternativa econômica e ambientalmente favorável para a obtenção de gases combustíveis e outros produtos a partir de gaseificação de insumos orgânicos e inorgânicos, pois oferecem diversas vantagens sobre tecnologias convencionais, incluindo: capacidade do plasma conduzir alta potência para o processo, flexibilidade na escolha do tipo de material a ser gaseificado, tempo de resposta rápido, materiais de construção simples, eficiências elevadas de conversão, e podem operar em uma variedade de configurações seletivas de processos químicos, incluindo a oxidação parcial, reforma a vapor e pirólise (com mínima emissão de CO2 e NOx). O enfoque do projeto de Pesquisador Visitante será em processos de gaseificação a plasmas térmicos utilizando uma tocha de plasma de vapor de água. O projeto tem por objetivo o desenvolvimento de um protótipo (modelo físico) do gaseificador de carvão assistido a plasma no qual serão verificados os modelos termodinâmico e cinético de reações químicas induzidas a plasmas com intuito de avaliar a eficiência do processo de gaseificação de carvão mineral para a produção de CO e H2. Considerando-se que a câmara de gaseificação contribui para desenvolvimento de modelo termodinâmico e de cinética química dos processos por meio de determinação das principais reações envolvidas, pretende-se: a) definir os parâmetros e requisitos para desenvolvimento da câmara de gaseificação de carvão; b) desenvolver o sistema experimental (o forno), integrado com a tocha de plasma de vapor da água, sistemas de detecção de gases e caracterização do plasma; c) caracterizar o funcionamento do forno utilizando os plasmas oxidantes na base de vapor de água e CO2; d) concluir sobre a viabilidade técnica e econômica do processo de produção de gás de síntese a partir da gaseificação do carvão mineral; e) apontar as principais limitações e vantagens existentes. (AU)