Pantheon Institutional repository
Collect, preserve and disseminate digital academic production in all areas of knowledge.
Comprise the assets of the repository, in addition to theses and dissertations at UFRJ, scientific articles, electronic books, book chapters and papers presented at events for teachers, researchers, administrative staff and students of master's and doctoral degrees.
Please use this identifier to cite or link to this item:
http://hdl.handle.net/11422/25726
| Type: | Trabalho de conclusão de graduação |
| Title: | Modelagem de sistemas para estocagem de carbono(CCS) utilizando Python-Reaktoro |
| Author(s)/Inventor(s): | Silva, Carlos Alessandro Coutinho da |
| Advisor: | Young, Ingrid Azevedo de Oliveira |
| Co-advisor: | Barreto Júnior, Amaro Gomes |
| Co-advisor: | Galdino, Leonardo Tourasse |
| Abstract: | Os níveis atuais de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera estão em patamares elevados, em grande parte devido à contínua queima de combustíveis fósseis, o que intensifica o aquecimento global. Essa alta concentração de CO2 tem desencadeado uma série de impactos negativos no meio ambiente, como o aumento das temperaturas globais, a elevação do nível dos oceanos e a acidificação dos mares. Para mitigar esses efeitos, pesquisas buscam alternativas para capturar e fixar CO2 durante a produção de petróleo e seus derivados, visando reduzir as emissões desse gás de efeito estufa e conter o avanço do aquecimento global. A tecnologia de captura e armazenamento de carbono (CCS – Carbon Capture and Storage) é uma estratégia crucial no combate às mudanças climáticas, composta por três etapas principais: captura, transporte e armazenamento do CO2. Dentro desse processo, existem três métodos principais de mineralização de carbono: ex-situ, superficial e in-situ. Na mineralização ex-situ, fontes alcalinas são transportadas para os locais de captura de CO2, onde são combinadas em um reator sob alta temperatura e pressão. Já na mineralização superficial, o CO2 reage com fontes alcalinas na superfície de rejeitos de mineração ou escórias de fundição. Por fim, a mineralização in-situ, o método mais amplamente utilizado, depende de condições geológicas e operacionais, ocorrendo através da injeção de CO2 em bacias sedimentares ou rochas reativas. O Reaktoro é um software de código aberto para modelagem de sistemas quimicamente reativos, implementado em C++ com interface em Python. Ele é aplicado neste trabalho para a realização dos cálculos de equilíbrio químico, pois utiliza métodos numéricos eficientes para resolver o equilíbrio químico e a cinética em sistemas multifásicos, o que é ideal para modelagem de transporte reativo. O Reaktoro utiliza o método de Minimização da Energia de Gibbs (GEM) para determinar fases estáveis em equilíbrio e pode importar base de dados de experimentos e da literatura para cálculos de sistemas termodinâmicos. Este estudo de caso simula, usando Python e o Reaktoro, condições de reatores e reservatórios minerais para a dissolução de minerais em contato com água saturada de CO2. Oobjetivo é observar a influência do pH, temperatura e pressão na solubilização de minerais presentes em rochas máficas e ultramáficas e sua conversão em carbonatos insolúveis a partir do contato com o CO2 solubilizado no meio reacional. Diversos sistemas foram testados, incluindo minerais individuais e misturas de minerais com água saturada. Os minerais testados incluem feldspatos plagioclásios (Anortita), piroxênios (Diopsídio e Enstatita) e olivinas (Forsterita). Neste estudo foram utilizados os seguintes parâmetros: (i) temperaturas na faixa de 20 a 190ºC e (ii) pressões de 1 bar, 10 bar e 100 bar. Notou-se que as condições de mais baixas temperaturas e altas pressões são mais favoráveis à fixação. Além disso, a forsterita foi a que apresentou o maior potencial de fixação de CO2 pois teve a maior reatividade em toda a faixa de trabalho de temperatura e para as pressões testadas. |
| Keywords: | Simulação de processos Captura de carbono Sustentabilidade |
| Subject CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA |
| Production unit: | Escola de Química |
| Publisher: | Universidade Federal do Rio de Janeiro |
| Issue Date: | 16-Aug-2024 |
| Publisher country: | Brasil |
| Language: | por |
| Right access: | Acesso Aberto |
| Citation: | SILVA, Carlos Alessandro Coutinho da. Modelagem de sistemas para estocagem de carbono(CCS) utilizando Python-Reaktoro. 2024. 50 f. TCC (Graduação) - Curso de Engenharia Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2024. |
| Appears in Collections: | Engenharia Química |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| CACSilva.pdf | 685.51 kB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.