Aplicação de métodos heurísticos de otimização na produção de hidrogênio por reforma a vapor

Autores

  • Taline V. G. Reis Departamento de Engenharia Química Centro de Ciências Exatas e Tecnologia/UFS
  • André S Guimarães Departamento de Engenharia Química Centro de Ciências Exatas e Tecnologia/UFS
  • Leonardo Dantas Souza Netto Programa de Pós-graduação em Engenharia Química Centro de Ciências Exatas e Tecnologia/UFS
  • Pedro Leite de Santana Programa de Pós-graduação em Engenharia Química Centro de Ciências Exatas e Tecnologia/UFS http://orcid.org/0000-0003-3080-714X
  • Antônio Santos Silva Programa de Pós-graduação em Engenharia Química Centro de Ciências Exatas e Tecnologia/UFS http://orcid.org/0000-0001-6563-7641
  • Rogério Luz Pagano Programa de Pós-graduação em Engenharia Química Centro de Ciências Exatas e Tecnologia/UFS Fone: +55 (79) 2105 6677 http://orcid.org/0000-0002-0406-404X

DOI:

https://doi.org/10.14808/sci.plena.2018.064201

Palavras-chave:

reforma a vapor do metano, otimização heurística, fluidodinâmica computacional

Resumo

A disponibilidade de inúmeras fontes de gás natural torna viável a utilização de diferentes processos de produção de hidrogênio, insumo este empregado na obtenção dos mais diversos produtos (e.g., fertilizantes, combustíveis, lubrificantes, polímeros, etc). Dentre estes processos, os reatores de reforma são os mais utilizados industrialmente para produção de hidrogênio. Pretendendo maximizar a produtividade e a eficiência energética, as técnicas de fluidodinâmica computacionais são amplamente utilizadas para avaliar o desempenho dos processos sem o custo de implementação do projeto real. O presente trabalho objetivou simular, aplicando o software ANSYS- CFX, o processo de produção de hidrogênio a partir da reforma a vapor do metano utilizando um reator com membrana, visando realizar a produção e separação no mesmo equipamento, além de determinar as condições ótimas de operação. As técnicas de otimização Algoritmo Genético e Enxame de Partículas foram aplicadas e comparadas na investigação das condições de otimalidade do processo. As condições ótimas de temperatura operacional e razão molar de alimentação H2O/CH4 encontradas foram 873,15 K e 6, respectivamente, fornecendo 96,38 % de conversão de metano e 64,05 % de recuperação de hidrogênio, corroborando a eficiência das técnicas aplicadas.

Downloads

Publicado

2018-07-23

Edição

Seção

VIII Seminário de Pesquisa em Engenharia Quimica