Carreadores de oxigênio a base de Ni obtidos por diferentes métodos de síntese para aplicação no processo de reforma de metano com recirculação química

Abstract

Resumo Carreadores de oxigênio a base de Ni e contendo La, Al e Mg foram sintetizados com sucesso por combustão assistida por microondas (N6C), combustão assistida por microondas seguida de impregnação por via úmida (N6CI) e coprecipitação (N6CP), visando sua aplicação na produção de hidrogênio a partir de metano em sistemas de recirculação química com captura de CO2. Os materiais foram preparados obedecendo a fórmula geral Nix/La2O3/Al2O3/MgO, onde x = 60% em massa, sendo o restante referente aos óxidos de lantânio (8%), alumínio (30%) e magnésio (2%). Os sólidos obtidos foram caracterizados por difração de raios X, redução a temperatura programada e reatividade para o processo de reforma de metano com recirculação química. Os testes de reatividade foram conduzidos a 900 ºC, onde inicialmente a amostra foi submetida a 8 ciclos de CAO (capacidade de armazenamento de oxigênio), e finalmente foram realizados 2 ciclos de reação, com cada ciclo contendo 15 pulsos de metano e 15 pulsos de oxigênio. Os resultados das caracterizações indicam que os métodos empregados foram adequados à obtenção de diferentes materiais com propriedades distintas. De modo geral, os carreadores apresentaram excelentes percentuais de conversão de CH4 e elevada produção de hidrogênio. O carreador N6CP apresentou o melhor desempenho para produção de gás de síntese, com razão H2/CO igual a 2 no 15º pulso, além de ser apontado como o mais resistente à desativação por coque e com maior potencial de oxidação, consumindo 100% de O2 até o 12º pulso. Por sua vez, o N6CI perdeu bastante desempenho ao longo dos ciclos e o N6C formou a maior quantidade de coque, revelando as peculiaridades dos métodos de síntese empregados. De acordo com a distribuição dos produtos formados na etapa de redução com CH4, pode-se concluir que as reações mais frequentes foram craqueamento catalítico, combustão e reforma.

Estudo da influência da razão combustível/oxidante e da potência do micro-ondas na formação da α-Al 2 O 3 via reação de combustão

“…Em particular, a síntese por combustão assistida por micro-ondas tem se tornado um método de produção de pós cerâmicos cada vez mais eficiente, no sentido de ser uma técnica rápida e prática, além de proporcionar a obtenção de uma estrutura com melhor definição, quando comparada ao método de síntese por combustão convencional ou outros métodos como a coprecipitação [9,10]. No estudo desenvolvido em [1], o método de síntese por combustão assistida por micro-ondas promoveu a formação de α-Al 2 O 3 com tamanhos de cristalito entre 18 e 20 nm, enquanto que o método por combustão convencional produziu o mesmo óxido com cristalitos na faixa de 50 a 90 nm.…”

“…Apesar da sua simplicidade em termos de processo, as características estruturais da cerâmica produzida pelo método de síntese por combustão assistida por micro-ondas são dependentes de vários parâmetros que podem influenciar na reação, tais como tipo de combustível, quantidade de água na solução precursora, potência do micro-ondas e razão combustível/oxidante [9][10][11][12][13][14]. No caso da síntese do Al 2 O 3 , vários trabalhos já relataram o uso de diferentes tipos de combustíveis [15][16][17].…”

Thermodynamics of CO2 adsorption on mesoporous materials impregnated with nickel

“…These alternative technologies have been adapted and developed for the capture of CO 2 in processes such as post-combustion, pre-combustion, and gasification, among others, using different types of materials, i.e. zeolites, activated carbon, pillared clay, metallic oxides or organic metals [1,3,4].…”