Estudo do beneficiamento do hidrogênio coproduzido por eletrocloração da água do mar em usinas nucleares

Lourenço, Giselle Revoredo; Henriques, Caroline Lima

Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/17684

Type:	Trabalho de conclusão de graduação
Title:	Estudo do beneficiamento do hidrogênio coproduzido por eletrocloração da água do mar em usinas nucleares
Author(s)/Inventor(s):	Lourenço, Giselle Revoredo Henriques, Caroline Lima
Advisor:	Cunha, Armando Lucas Cherem da
Co-advisor:	Matheus, Maurício Carvalho
Abstract:	No processo de transição energética em curso no mundo, buscam-se fontes energéticas que garantam, simultaneamente, a descarbonização e a segurança energética mundial. O hidrogênio é uma fonte que se insere neste contexto como um vetor energético limpo e, por isso, vem sendo alvo de políticas públicas e projetos privados em diversos países. Atualmente, as principais rotas de produção do hidrogênio são a partir de combustíveis fósseis, com emissões significativas de gás carbônico. Assim, rotas alternativas de produção estão sendo estudadas em todo o mundo, com foco no hidrogênio verde. O presente estudo de caso trata do beneficiamento do hidrogênio coproduzido pelo processo de eletrocloração, tecnologia eletroquímica que visa produzir hipoclorito de sódio a partir de água do mar. As usinas nucleares localizadas à beira mar utilizam a água do mar como fluido refrigerante no circuito terciário de refrigeração (condensadores). Hipoclorito de sódio produzido por eletrocloração é adicionado a este fluido refrigerante de forma a atuar como biocida para evitar o crescimento e proliferação de organismos marinhos (cracas) nos equipamentos e tubulações desse circuito terciário. Há um interesse no uso do hidrogênio coproduzido nesse processo como fonte primária para produção de energia elétrica utilizando células a combustível e para alimentar as centrais nucleares no processo de resfriamento dos geradores elétricos. No entanto, antes de ser usufruído para estes fins, o hidrogênio precisa passar por um processo de purificação para chegar à pureza necessária para aplicação em células a combustível (99,97%). Dessa forma, diferentes técnicas de purificação de hidrogênio foram analisadas. As tecnologias baseadas em adsorção e destilação criogênica são os métodos mais convencionais, mas que encontram algumas restrições, relacionadas ao alto custo de energia e de investimento que tornam esses processos não economicamente lucrativos em algumas circunstâncias. Como resultado, a tecnologia de membrana surgiu para lidar com essas limitações. Em comparação com os outros métodos, a tecnologia de separação por membranas tem potencial econômico na redução de custos operacionais, simplificando o processo, minimizando as operações das unidades e diminuindo o consumo de energia, além da possibilidade de obter maior pureza. Dentre as membranas orgânicas e inorgânicas, as inorgânicas apresentam maior seletividade e permeabilidade, além de poder operar em temperaturas mais altas. Um dos métodos mais comuns para purificação de hidrogênio é através de membranas metálicas densas, especialmente membranas de paládio pela capacidade de permear hidrogênio com elevadíssima seletividade. Entretanto, quando é utilizado paládio puro, além de ser um material muito caro, essas membranas podem sofrer fragilização pelo hidrogênio. Sendo assim, é feita a mistura de paládio com outros metais eliminando a possibilidade de fratura. Para o processo de beneficiamento de hidrogênio da planta em questão, verificou-se que a utilização da tecnologia de separação de membranas de ligas de paládio oferece o melhor custo-benefício.
Keywords:	Hidrogênio Eletrocloração Combustíveis Fósseis Separação por membranas
Subject CNPq:	CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Production unit:	Escola de Química
Publisher:	Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date:	25-Apr-2022
Publisher country:	Brasil
Language:	por
Right access:	Acesso Aberto
Appears in Collections:	Engenharia Química

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