Modelagem e Simulação da Reação de Bi-reforma do Metano em Reator de Leito Fixo

Resumo

A bi-reforma do metano ganha destaque no cenário atual pelo consumo de CH₄ e CO₂, dois gases do efeito estufa, para a produção de gás de síntese com razões H₂/CO flexíveis. Este processo requer um catalisador ativo e estável em um ambiente com diversidade de compostos e altas temperaturas e pressões (T = 800-1100 K e P= 3-8 bar). Nesse sentido, a modelagem e simulação da bi-reforma do metano permite avaliar os indicadores de eficiência do processo para diferentes condições de operação, sendo relevante no cenário de aumento de escala. Neste trabalho, foi desenvolvido e simulado um modelo da bireforma em reator de leito fixo, considerando fenômenos de transferência de massa, energia e quantidade de movimento. Os resultados das simulações mostraram que a produção de H₂ ocorre predominantemente nas seções iniciais do reator, onde as reações de reforma possuem maiores taxas. Além disso, as simulações demonstraram grandes variações de temperatura e pressão ao longo do leito. As conversões de CH₄, CO₂ e H₂O na temperatura de 1123 K e pressão de 8 bar foram 94, 87 e 84 % respectivamente.  O estudo demonstra a influência das condições operacionais e de alimentação nos indicadores do processo.