Pirólise de Gás Natural Utilizando uma Tocha de Plasma de Arco não Transferido com Argônio como Gás de Trabalho
Nome: ALAN CARLOS COUTINHO
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 29/11/2007
Banca:
Nome |
Papel |
|---|---|
| ALFREDO GONÇALVES CUNHA | Orientador |
| FRANCISCO GUILHERME EMMERICH | Examinador Interno |
| GEOVANE LOPES DE SENA | Examinador Interno |
| MARCOS DE FREITAS SUGAYA | Examinador Externo |
Resumo: Atualmente o gás hidrogênio (H2) é visto como o combustível do futuro, no entanto os métodos comerciais de produção deste gás, tais como, reforma a vapor e oxida-ção parcial, geram poluentes como o CO2 e CO. Neste trabalho, busca-se a produ-ção de H2 e negro de fumo sem a geração de poluentes, utilizando uma tocha de plasma, com argônio como gás de trabalho, e injetando o gás natural (GN) na saída do jato de plasma, com o intuito de fazer a pirólise do GN. Para isto, foi usada uma tocha de plasma DC com dupla câmara de vórtice, com arco elétrico não transferido, catodo de tungstênio e anodos tubulares, em cobre. Para gerar o plasma, o argônio foi injetado tangencialmente na 1ª câmara de vórtice, na presença de um arco elétri-co de 610 A e 34 V, sendo o gás natural injetado tangencialmente na 2ª câmara de vórtice. A tocha de plasma foi acoplada a um reator tubular, refrigerado com água gelada. Na saída do reator foram instalados condensadores para coleta das fases sólida e líquida. Após este sistema, foram instalados medidores de vazão e um es-pectrômetro de massa. Nos experimentos foi mantida a vazão de 56 Nl/min de argô-nio e utilizadas vazões de 47, 85, 131, 155 e 197 Nl/min de GN. Foram recolhidos materiais sólidos no anodo, reator e condensador, para análise posterior. Através da espectrometria de massa, observou-se a produção de H2 e C2H2. O melhor rendi-mento na produção para de H2 ocorreu para a razão 2,3 entre as vazões de entrada do GN e do argônio, para o qual ocorreu também à maior área superficial específica do material sólido produzido (172 m2/g). Medidas de difração de raios-X dos materi-ais sólidos recolhidos apresentam estruturas desorganizadas, com uma banda amor-fa típica de materiais carbonosos. Imagens de microscopia eletrônica de varredura revelam que os materiais apresentam organização estrutural típica de um negro de fumo. Assim, através da configuração adotada neste processo via plasma, é possí-vel a produção de H2 e negro de fumo sem a geração dos gases poluentes, CO and CO2. A viabilização econômica do processo depende da caracterização do negro de fumo, para destiná-lo a aplicações mais nobres e de maior valor agregado.
