DESENVOLVIMENTO E MODELAGEM DE UM NOVO TIPO DE REATOR BASEADO NA COLISÃO DE ARCOS ELÉTRICOS PARA PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO A PARTIR DA PIRÓLISE DO METANO
PIRÓLISE; PLASMA TÉRMICO; MODELAGEM; HIDROGÊNIO; HIDROGÊNIO TURQUESA; METANO.
O trabalho teve como objetivo desenvolver um novo tipo de reator, visando à produção de hidrogênio, além de propor uma modelagem matemática capaz de estimar a composição gasosa do sistema a partir do comportamento da pressão no interior do reator. Os experimentos foram realizados com metano em diferentes pressões iniciais, entre 0,1 e 1 bar, a 20 °C, comparando-se a operação com um e com dois pares de eletrodos. O sistema também foi submetido a uma modelagem matemática em duas etapas: uma macroscópica, para descrever a evolução da pressão por meio de uma equação do tipo Hill, e outra química, para estimar as frações molares de metano, etino e hidrogênio com base apenas na pressão do sistema. Os resultados mostraram que o reator foi funcional e que seu melhor desempenho global ocorreu na faixa entre 0,3 e 0,5 bar, na qual as conversões se estabilizaram em torno de 85 %. Também foi observado que a colisão entre os arcos elétricos ocorreu de forma mais efetiva entre 0,225 e 0,377 bar. Além disso, o modelo matemático baseado no comportamento da pressão apresentou excelente ajuste aos dados experimentais, com R² global de 0,9901, demonstrando que a pressão pode ser usada como uma variável simples para descrever o comportamento do processo e estimar a produção de hidrogênio e dos demais gases.