Navegando por Autor "de Oliveira, Lucas"

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    PRODUÇÃO DE AMÔNIA DE BAIXO CARBONO PARA FERTILIZANTE VIA CHEMICAL LOOPING
    (2026-07-27) de Oliveira, Lucas; Gubiani, Leonardo Andre; Orientação
    A produção de amônia é fundamental para a fabricação de fertilizantes nitrogenados, mas sua rota convencional, o processo Haber-Bosch, depende majoritariamente de hidrogênio obtido de fontes fósseis, especialmente o gás natural, resultando em elevadas emissões de CO2 e em forte dependência energética e geopolítica, cenário agravado pela posição do Brasil como maior importador mundial de fertilizantes. Diante disso, este trabalho investigou a viabilidade técnica e energética do processo Three Reactor Chemical Looping (TRCL) como rota alternativa e de baixo carbono para a produção de amônia destinada a fertilizantes, utilizando biogás como matéria-prima. A metodologia baseou-se na modelagem e simulação do processo no software Aspen Plus v.14®, empregando reatores de equilíbrio químico (RGibbs), um Fuel Reactor, um Steam Reactor e dois Air Reactors, com transportador de oxigênio à base de óxido de ferro suportado em MgAl2O4 e modelo termodinâmico RKS-BM (Redlich-Kwong-Soave with Boston-Mathias Modifications). A configuração proposta empregou dois reatores de ar para separar o fornecimento de nitrogênio da regeneração do transportador de oxigênio, além de um sistema simplificado de desidratação por trocadores de calor, tambores flash e compressores, para condicionar as correntes de H2 e N2 ao processo de Haber-Bosch. As condições operacionais foram otimizadas por meio de um algoritmo genético implementado em MATLAB, acoplado à simulação, visando à maximização da produção de hidrogênio e amônia. Os resultados mostraram ser possível obter correntes de hidrogênio e nitrogênio com pureza molar de 99,84% e 98,62%, respectivamente, adequadas à síntese de amônia, operando em temperaturas e pressões inferiores às reportadas na literatura, além de gerar uma corrente concentrada de CO2 (acima de 80% molar), o que reduz a necessidade de unidades complexas de captura de carbono. O rendimento global do processo foi de 53,09%, produzindo-se 0,5309 kmol/h de amônia por kmol de biogás. Os resultados indicam que a configuração TRCL simulada apresenta potencial como alternativa para a produção de amônia de baixo carbono. Entretanto, a confirmação de sua viabilidade técnica, energética e ambiental requer estudos adicionais que considerem aspectos cinéticos, econômicos, exergéticos e de ciclo de vida.