Estudo da combustão catalítica de GLP em queimador poroso contendo perovskitas.

Autores

DOI:

https://doi.org/10.24979/ambiente.v1i1.949

Palavras-chave:

Combustão, Óxidos mistos, Meios porosos, Emissões

Resumo

A combustão em meios porosos tem sido uma alternativa promissora para produção de energia térmica tornando o processo mais eficiente e menos poluente. A combustão de GLP (Gás Liquefeito de Petróleo) em um queimador poroso melhorado cataliticamente com perovskitas (LaFe0,6Co0,4O3 e LaCoO3) impregnadas em esferas de alumina (Al2O3) foi avaliada. A fase catalítica foi sintetizada pelo método Citrato. A combustão do GLP foi estudada e os parâmetros do processo analisados (velocidade de chama, eficiência total, razão de equivalência, emissões), os parâmetros foram avaliados em meio inerte e catalítico. Ao revestir o meio poroso Al2O3 com catalisadores de perovskitas foi observado a redução das emissões de CO (58%) e NO (87%) na diminuição da razão de equivalência (ɸ) 0,7. O queimador teve uma eficiência total máxima de 94,31% no leito catalítico. Temperaturas são alcançadas com maiores eficiências e menores emissões de poluentes no processo de combustão com o uso de perovskitas.

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Biografia do Autor

  • Kelly Oliveira, Universidade Estadual do Ceará/UECE

    Graduada em Licenciatura Plena em Química pela Universidade Estadual do Ceará - UECE - (2017). Mestre em Ciências Físicas Aplicadas na Universidade Estadual do Ceará UECE - (2020). Tem experiência na área de Ciências Ambientais, com ênfase em poluições, atuando principalmente nos seguintes temas: Poluição atmosférica, combustão catalítica, catálise ambiental, queimadores porosos e química experimental. Doutoranda do Programa de Doutorado em Biotecnologia - Rede Nordeste de Biotecnologia (​RENORBIO) - UECE.

  • Marcos Yuri Ferreira Santiago de Morais, Universidade Estadual do Ceará/UECE

    Graduando em Física pela Universidade Estadual do Ceará. Atualmente é aluno de iniciação científica no Laboratório de Conversão Energética e Emissões Atmosféricas.

  • Livia Maria de Andrade Araújo, Universidade Estadual do Ceará/UECE

    Graduanda em Física pela Universidade Estadual do Ceará. Atualmente é aluna de iniciação científica no Laboratório de Conversão Energética e Emissões Atmosféricas.

  • Daniel Silveira Serra, Universidade Estadual do Ceará/UECE

    Licenciado em Física pela Universidade Luterana do Brasil (ULBRA-2017) e Bacharel em Fisioterapia pela Universidade de Fortaleza (UNIFOR-2006), com Mestrado em Ciências Fisiológicas pela Universidade Estadual do Ceará (UECE-2013) e Doutorado em Biotecnologia de Recursos Naturais (UECE-2018) , pós graduação em Terapia Manual e Postura (Universidade de Maringá) e em Acupuntura (INCISA). Atualmente é Professor Temporário do Curso de Graduação em Física (UECE) e discente do Programa Nacional de Pós Doutorado (PNPD/CAPES) do Mestrado em Ciências Físicas Aplicadas (UECE). Membro do Corpo Docente do Curso de Mestrado Acadêmico em Ciências Físicas Aplicadas (CMACFA-UECE). Membro do corpo editorial das revistas Clinics in Respiratory Medicines, Theranostics of Respiratory & Skin Diseases, Journal of Molecular Sciences e Journal of Biomedical Science & Applications. Revisor "ad hoc" das revistas Ecotoxicology and Environmental, Respiratory Research, Inflammation e Respiratory Physiology & Neurobiology. Participa das atividades de pesquisa do Laboratório de Biofísica da Respiração (LBR-UECE) e dos Laboratórios Associados de Inovação e Sustentabilidade (LAIS-UECE), com ênfase em Energia, Meio Ambiente e Biofísica.

  • Rita Karolinny Chaves de Lima, Universidade da Integração Internacional da Lusofonia Afro-Brasileira

    Graduada em Engenharia Química pela Universidade Federal do Ceará (2001), mestrado em Engenharia Química pela Universidade Federal do Ceará (2004) e doutorado em Engenharia Química pela Universidade Federal de São Carlos com período sanduíche na University of Nottingham (UK) - School of Chemistry. Atualmente é professora adjunta do curso de Engenharia de Energias da UNILAB. Tem experiência na área de Engenharia Química, com ênfase em Engenharia do Petróleo, Desenvolvimento de Processos e Materiais, Catálise e Reações Químicas.

  • Mona Lisa Moura de Oliveira, Universidade Estadual do Ceará/UECE

    Doutora em Engenharia Mecânica pelo Instituto Superior Técnico - Lisboa (2009) em cooperação com a Universidade de Málaga - Espanha. É professora Adjunta do Curso de Física e membro do conselho LAIS - Laboratórios Associados de Inovação e Sustentabilidade da Universidade Estadual do Ceará (UECE). Coordenou o Mestrado Acadêmico em Ciências Físicas Aplicadas da UECE no período de 03/2016-03/2019. É docente permanente do Programa de Pós-Graduação em Ciências Naturais da UECE (Área CAPES - Interdisciplinar) e do Programa de Pós-graduação em Tecnologia e Gestão Ambiental do IFCE-Fortaleza (Área CAPES - Engenharias I). Foi presidente da Câmara de Inovação da UECE (2019-2020). Atualmente é membro do comitê científico da Rede Nacional de Combustão (RNC). Possui experiência nas áreas de veículos automotores, biocombustíveis, energias, sistemas térmicos, biomassa, combustão, Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) de produtos e processos, monitoramento e controle de emissões, catálise ambiental e adsorção. Participa também do Comitê Técnico do Programa Federal Rota 2030 - Linha V (Biocombustíveis, Propulsão Alternativa à combustão e Segurança Veicular), coordenado pela FUNDEP.

Referências

CHAELEK, Aekkaphon; GRARE, Usa Makmool; JUGJAI, Sumrerng. Self-aspirating/air-preheating porous medium gas burner. Applied Thermal Engineering, v. 153, p.181-189, 2019.

CUI, Xin; WANG, Jun; CAO, Jing-Pei; ZHAO, Pei-Tao; WANG, Yu-Xin; YAN, Huang; HUANG, Neng. Effect of A-site disubstituted of lanthanide perovskite on catalytic activity and reaction kinetics analysis of coal combustion. Fuel, v. 260, p. 116380, 2020.

DEVI, Sangjukta; SAHOO, Niranjan; MUTHUKUMAR, P. Combustion of biogas in Porous Radiant Burner: Low emission combustion. Energy Procedia, v. 158, p.1116-1121, 2019.

DING, Ranran; LI, Chun; WANG, Lingjie; HU, Ruisheng. Biphasic intergrowth effects of La2MnNiO6–MgO composite oxide for methane catalytic combustion. Applied Catalysis A: General, v. 464– 465, p. 261– 268, 2013.

FENG, Xiangbo.; QU, Zhiguo; GAO, Huaibin. Premixed lean methane/air combustion in a catalytic porous foam burner supported with perovskite LaMn0.4Co0.6O3 catalyst with different support materials and pore densities. Fuel Processing Technology, v. 150, p.117-125, 2016.

GAO, Huaibin; QU, Zhiguo; FENG, Xiangbo; TAO, Wenquan. Combustion of methane/air mixtures in a two-layer porous burner: A comparison of alumina foams, beads, and honeycombs, Experimental Thermal and Fluid Science, v.52, p.215–20, 2014.

GAO, Huaibin; FENG, Xiangbo; QU, Zhiguo. Combustion in a Hybrid Porous Burner Packed with Alumina Pellets and Silicon Carbide Foams with a Gap. American Society of Civil Engineers, v. 143(5), 2017.

JANVEKAR, Ayub; ABDULLAH, M. Z.; AHMAD, Zainal.; ABAS, Aizat; HUSSIEN, Ahmed; BASHIR, Musavir; AZAM, Qummare; DESAID, Mohammed. Assessment of porous media combustion with foam porous media for surface/submerged flame. Materials Today: Proceedings, p. 20865-20873, 2018.

LIMA, Rita.K.C. Perovskitas contendo lantânio, ferro e cobalto - melhoramento de propriedades texturais via síntese por nanomoldagem e avaliação como catalisadores na redução de NO com CO. Tese (Doutorado), Curso de Engenharia Química, da Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2008.

LIMA, R. K. C de; BATISTA, M. S; WALLAU, M.; SANCHES, E. A.; MASCARENHAS, Y. P.; URQUIETA-GONZÁLEZ, E. A. High specific surface area LaFeCo perovskites Synthesis by nanocasting and catalytic behavior in the reduction of NO with CO. Applied Catalysis B: Environmental, v. 90, p. 441–450, 2009.

LIU, Hongsheng; WU, Dan; XIE, Maozhao; LIU, Hong; XU, Zhenjie. Experimental and numerical study on the lean premixed filtration combustion of propane/air in porous medium. Applied Thermal Engineering, v. 150, p. 445-455, 2019.

MISHRA, Anupama; PRASAD, Ram. Synthesis and Performance of Transition Metal Based Perovskite Catalysts for Diesel Soot Oxidation. Bulletin of Chemical Reaction Engineering & Catalysis, v. 12, p. 469-477, 2017.

MUJEEBU, M. Abdul.; ABDULLAH, M. Z.; BAKAR, M. Z. Abu.; MOHAMAD, A. A.; ABDULLAH, M. K. Applications of porous media combustion technology – A review. Applied Energy, v. 86, p.1365-1375, 2009

MUSTAFA, K. F. ABDULLAH, S. ABDULLAH, M. Z. SOPIAN, K. Combustion Characteristics of Butane Porous Burner for Thermoelectric Power Generation. Journal of Combustion, v. 2015, p. 1- 13, 2015.

PEREIRA, F.M. Medição de características térmicas e estudo do mecanismo de estabilização de chama em queimadores porosos radiantes. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica), Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2002.

ROBAYO, Manuel; BEAMAN, Ben; HUGHES, Billy; DELOSE, Brittany; ORLOVSKAYA, Nina; CHENA, Ruey-Hung. Perovskite catalysts enhanced combustion on porous media. Energy, v. 76, p. 477–486, 2014.

SARKER, Abdur Razzaque. Synthesis of High Quality LaCoO3 Crystals Using Water Based Sol-Gel Method. International Journal of Materials Science and Applications, v. 4, p. 159-164, 2015.

TERRACCIANO, Anthony; OLIVEIRA, Samuel; VASU, Subith; ORLOVSKAYA, Nina. LaCoO3 catalytically enhanced MgO partially stabilized ZrO2 in heterogeneous methane combustion. Experimental Thermal and Fluid Science, v. 90, p. 330-335, 2018.

TIERNEY, C.; HARRIS, A. T. Materials design and selection issues in ultra-lean porous burners. Journal of the Australian Ceramic Society, v. 45. p. 20- 29. 2009.

TURNS, Stephen. Introdução a combustão: conceitos e aplicações. 3ª ed. Porto Alegre, 2013.

WANG, Guanqing; TANG, Pengbo; LI, Yuan; XU, Jiangrong; DURST, Franz. Flame front stability of low calorific fuel gas combustion with preheated air in a porous burner. Energy, v. 170, p. 1279-1288, 2019.

WOOD, Susie; HARRIS, Andrew. Porous burners for lean – burn applications. Progress in Energy and Combustion Science. v. 34, p. 667 – 684, 2008.

ZHANG, Chuanhui; HUA, Wenchao; WANG, Chao; GUO, Yanglong; GUO, Yun; LU, Guanzhong; BAYLET, Alexandre; GIROIR-FENDLER, Anne. The effect of A-site substitution by Sr, Mg and Ce on the catalytic performance of LaMnO3 catalysts for the oxidation of vinyl chloride emission, Applied Catalysis B: Environmental. v. 134–135, p. 310–315, 2013.

ZHU Huiyuan; ZANG Pengfei; DAI Sheng. Recent Advances of Lanthanum-Based Perovskite Oxides for Catalysis. ACS Catalalysis. v.5, p. 6370 – 6385, 2015.

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Publicado

31/08/2021

Como Citar

Estudo da combustão catalítica de GLP em queimador poroso contendo perovskitas. Ambiente: Gestão e Desenvolvimento, [S. l.], v. 1, n. 1, 2021. DOI: 10.24979/ambiente.v1i1.949. Disponível em: https://periodicos.uerr.edu.br/index.php/ambiente/article/view/949. Acesso em: 23 nov. 2024.

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