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Title: Estudo do método de preparação dos transportadores de oxigênio à base de Mn suportados em MgAl2O4
Authors: Nascimento, Rebecca Araújo Barros
Keywords: Transportadores de Oxigênio.;Combustão com Recirculação Química.;Manganês.;Carvão.;Efeito estufa.;Captura do CO2.;Greenhouse effect.;Capture of CO2.;Oxygen Carrier.;Chemical-Looping Combustion.;Manganese.;Coal.
Issue Date: 16-Dec-2016
Publisher: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citation: NASCIMENTO, Rebecca Araújo Barros do. Estudo do método de preparação dos transportadores de oxigênio à base de Mn suportados em MgAl2O4. 2016. 69f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química do Petróleo) - Instituto de Química, Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal - RN, 2016.
Portuguese Abstract: O aumento da demanda energética está sendo atendida em grande parte por reservas de combustíveis fósseis, que emitem CO2 e vários outros gases contribuintes do efeito estufa. No qual, o dióxido de carbono é o principal gás de origem antropogênica, responsável pela intensificação desse efeito. Com esse cenário, é de fundamental importância à busca por opções tecnológicas que supram a necessidade energética, associadas a baixos níveis de emissões de CO2. As tecnologias de Captura e Armazenamento de CO2 (CAC) são técnicas vantajosas, pois reduzem os níveis de CO2 utilizando combustíveis fósseis como fonte energética. Nesse contexto, a combustão indireta com transportadores sólidos de oxigênio (processo Chemical-Looping Combustion-CLC), é considerada uma das melhores alternativas para reduzir os custos da captura do dióxido de carbono. Em vista disso, esse trabalho de monografia tem como objetivo desenvolver quatro transportadores de oxigênio à base de manganês, os quais foram caracterizados para comparar as propriedades adquiridas ao variar a metodologia de síntese, avaliando quais são mais promissores em processos de CLC com combustíveis sólidos. As caracterizações utilizadas foram difração de Raios X (DRX), Análise Termogravimétrica (TGA), Microscopia Eletrônica de varredura (MEV) e Redução e Oxidação à Temperatura Programada (RTP e OTP). Uma avaliação de reatividade dos materiais foi feita em uma segunda etapa, por termogravimetria. Através do DRX foram identificadas as fases reativas, Mn2O3 e Mg6MnO8 e foi possível verificar que os transportadores de oxigênio os quais os suportes foram calcinados apresentaram maior cristalinidade. Nos gráficos de TPR, observou que o MnC2 obteve o maior ROC, ao contrário do MnH1, com menor ROC. No entanto, o MnC1 apresentou um ROC considerável e o maior consumo de O2. No teste de reatividade por TG, o MnC2 mostrou uma melhor queima do combustível em atmosfera inerte. Portanto, a metodologia de preparo do MnC2 favoreceu características mais propícias para processos CLC com carvão, no entanto, o MnC1 apresentou propriedades pertinentes com uma metodologia mais rápida e economicamente energética.
Abstract: The increase in energy demand is being met in large part by fossil fuel reserves, the use of which emits CO2 and several other gases that contribute to the greenhouse effect. Of these emissions, carbon dioxide is the main gas of anthropogenic origin, responsible for the intensification of the greenhouse effect. The increased concentration of greenhouse gases (GHG) is intensifying the warming of the atmosphere. Given this situation, it is of utmost importance to search for technological options that meet the growing energy demand, which are associated to low levels of GHG emissions, especially CO2. CO2 Capture and Storage (CCS) technologies are advantageous techniques as they reduce CO2 levels produced by using fossil fuels as an energy source. In this context, indirect combustion with solid oxygen carriers (Chemical-Looping Combustion, CLC) is considered one of the best alternatives to reduce the costs of CO2 capture. The aim of this research is to develop four manganese-based oxygen carriers, which were characterized to compare the acquired properties by varying the synthesis methodology, evaluating which are more promising in CLC processes with solid fuels. The characterizations used were X-ray diffraction (XRD), Thermogravimetric Analysis (TGA), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Programmed Temperature Reduction and Oxidation (TPR and TPO). An evaluation of the reactivity of the materials was done in a second stage, by thermogravimetry. Through the XRD the reactive phases, Mn2O3 and Mg6MnO8, were identified and it was possible to verify that the oxygen carriers whose supports were calcined showed higher crystallinity. In the TPR graphs, we observed that MnC2 obtained the highest ROC, unlike MnH1, with lower ROC. However, MnC1 presented a considerable ROC and the highest consumption of O2. In the reactivity test by TG, the MnC2 showed a better burning of the fuel in an inert atmosphere. Therefore, the preparation methodology of MnC2 favored more favorable characteristics for CLC processes with coal, however, MnC1 presented pertinent properties with a faster and economically energetic methodology.
URI: http://monografias.ufrn.br/jspui/handle/123456789/3448
Other Identifiers: 2014002430
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