Detalhes bibliográficos
| Ano de defesa: |
2023 |
| Autor(a) principal: |
Ávila, Jade Spinola
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| Orientador(a): |
Silva, Julio Augusto Mendes da |
| Banca de defesa: |
Silva, Julio Augusto Mendes da,
Pessoa, Fernando Luiz Pellegrini,
Santos, José Joaquim Conceição Soares,
Santos, Alex Álisson Bandeira |
| Tipo de documento: |
Dissertação
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| Tipo de acesso: |
Acesso aberto |
| Idioma: |
por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal da Bahia
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| Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Industrial (PEI)
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| Departamento: |
Escola Politécnica
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| País: |
Brasil
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| Palavras-chave em Português: |
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| Área do conhecimento CNPq: |
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| Link de acesso: |
https://repositorio.ufba.br/handle/ri/38593
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Resumo: |
produção do hidrogênio proveniente da reforma a vapor do metano (SMR – Steam Methane Reform) com captura de carbono, H2 azul, é considerada uma rota de transição para a produção exclusiva do H2 verde. O H2 azul pode ser fornecido em grande escala a partir da melhoria das tecnologias existentes, adoção de novas tecnologias ou pela integração dos processos envolvidos. A produção do H2 offshore apresenta vantagens em relação a disponibilidade de gás natural e água, além da possibilidade de capturar e injetar CO2 em campos de petróleo (CCS - Carbon Capture and Storage). O objetivo deste trabalho é avaliar e comparar a produção de H2 offshore do ponto de vista energético e de emissão de CO2 pela reforma a vapor do metano com captura de carbono por absorção química e pela separação supersônica. Um modelo para o sistema integrado envolvendo os processos de produção de H2, dessalinização da água do mar, captura de carbono e compressão de CO2 foi desenvolvido usando os softwares Aspen Plus® e Hysys®. Os resultados foram verificados usando dados da literatura. A partir dos balanços de massa e energia, foi possível quantificar as demandas térmicas e elétricas dos processos e uma planta de utilidades simplificada foi utilizada para produção das correntes demandadas. O processo integrado da conversão do gás natural em H2 usando absorção química para captura de carbono, dessalinização da água do mar e compressão de CO2, apresentou uma eficiência de 49%, consideravelmente menor que a eficiência obtida pelo sistema integrado utilizando a separação supersônica (69%). Ao considerar o fator de emissão específica de CO2 de todo o sistema integrado de produção de H2, foi obtido 8,13 kgCO2/kgH2 com absorção química e 4,56 kgCO2/kgH2 utilizando a separação supersônica. A emissão de CO2 em base energética a partir do uso direto de gás natural (56,10 kgCO2/MJGN) é menor que a emissão de CO2 pelo H2 gerado no sistema integrado de produção de H2 offshore via SMR com captura de carbono por absorção química (67,71 kgCO2/MJH2) e maior que a emissão de CO2 pelo sistema integrado com a separação supersônica (37,97 kgCO2/MJH2). Foi observado que o consumo específico de energia do sistema integrado com o processo de absorção química é 50% superior ao da separação supersônica, uma vez que a absorção química é alimentada por uma grande carga térmica. Em termos de consumo de gás natural no sistema integrado, utilizando a separação supersônica foi requerido 50% menos combustível que adotando a absorção química. Portanto, as análises desenvolvidas indicaram que a tecnologia de separação supersônica apresenta um menor consumo de energia, redução das emissões de CO2, além de apresentar vantagens associadas à sua modularidade e menor espaço requerido, favorecendo a sua instalação em plataformas offshore. |
