[pt] Os ciclos termoquímicos de decomposição de água relacionados ao enxofre
são uma importante classe de processos químicos considerados para a produção
de hidrogênio. Recentemente, a decomposição térmica do sulfato de magnésio e
sulfato de amônio tem sido relatada como uma potencial operação unitária em um
desses ciclos. Portanto, algum interesse tem sido observado no uso de
catalisadores para diminuir a energia de ativação de sulfatos que se decompõem
em altas temperaturas, como o magnésio e a adição de um agente modificador
para facilitar a separação dos produtos no caso de sulfatos que se decompõem
em baixas temperaturas como amônio. Neste contexto, a presente tese relata os
resultados da modelagem termodinâmica e cinética associada a este sistema de
reação na presença de Pd suportado sobre gama-Al(2)O(3). Para o sistema Mg a presença
de tais espécies é responsável por deslocar a temperatura de decomposição para
valores mais baixos em pelo menos 100 graus C. Observou-se que o teor de magnésio
ainda está orientado para a formação de MgO. Os resultados obtidos indicam que
o catalisador Pd/Al(2)O(3) pode ser uma boa alternativa na redução da temperatura
de decomposição térmica, pois sua presença foi responsável por diminuir a
energia de ativação do processo de 368,2 para 258,8 kJ.mol(-1). Para o sistema
NH4 pode-se observar que ocorre em quatro etapas e a formação de sulfato de
alumínio, sendo a última espécie portadora de sulfato, proporciona a separação
do óxido de enxofre liberando-o em uma etapa diferente dos demais produtos
gasosos. A presença de paládio pode atuar como redutor da energia de ativação
desta etapa, deslocando a temperatura de decomposição para valores inferiores
em pelo menos 90 graus C e a reduzindo os valores de energia de ativação entre 12 –
30 por cento abaixo do encontrado na literatura oriundos de modelos gráficos. / [en] The sulfur related thermochemical water-splitting cycles are an important
class of chemical processes considered for hydrogen production. Recently, the
magnesium and the ammonium sulfate thermal decomposition have been reported
as a potential unit operation in one of these cycles. Therefore, some interest has
been observed in the use of catalysts to lower the activation energy for sulfates
that decompose in high temperatures, as such magnesium and the addition of a
modifying agent to facilitate separation of the products in the case of sulfates that
decompose into low temperatures as ammonium. In this context, the present thesis
reports the thermodynamics and kinetics modeling results associated with this
reactions systems in the presence of a Pd supported over gamma-Al(2)O(3). For Mg system
the presence of such species is responsible for shifting the decomposition
temperature to lower values in at least 100 degrees C. It was observed that the magnesium
content is still oriented towards MgO formation. The obtained results indicate that
the Pd/Al(2)O(3) catalyst could be a good alternative in reducing the thermal
decomposition temperature as its presence was responsible for diminishing the
process activation energy from 368.2 to 258.8 kJ.mol(-1). For NH(4) system it can be
observed four steps for reactions and formation of aluminum sulfate, as the last
sulfate bearing species, provided the separation of the sulfur oxide releasing it in
a different step from the other gaseous products. The presence of palladium can
act as an activation energy reducer, shifting the decomposition temperature to
lower values in at least 90 degrees C and decreasing the activation energy by 12 – 30 percent
than that found in the literature.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:60676 |
| Date | 29 September 2022 |
| Creators | NATHALLI MEORLLUW MELLO |
| Contributors | RODRIGO FERNANDES MAGALHÃES DE SOUZA, RODRIGO FERNANDES MAGALHÃES DE SOUZA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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