Desafios na separação de CH₄/CO₂ para reciclo em processos de hidrogenação de CO2 para produção de SAF

Autores

  • Idia Gigante Nascimento UFRJ Autor
  • Maria Auxiliadora Scaramelo Baldanza NUCAT/COPPE/UFRJ Autor
  • Douglas Santos Petrogal Brasil Autor
  • André Fonseca GALP Autor
  • Fabio Souza Toniolo PEQ/COPPE/UFRJ Autor

Palavras-chave:

Adsorção, Separação gasosa, CO2, CH4

Resumo

Este trabalho avaliou a separação de CO₂ e CH₄ em correntes gasosas de hidrogenação de CO₂ para produção de SAF. Foram testados três leitos adsorventes (peneira molecular 5A, carvão ativado e leito em série com os dois adsorventes) a 30 °C e 30 bar. Os resultados mostraram que o desempenho na separação de CO₂/CH₄ foi semelhante entre as configurações de leitos avaliadas, inclusive no experimento com leitos em série, mesmo com o dobro de massa total de adsorvente. A alta concentração de H₂ e N₂ reduziu a seletividade devido à competição por sítios ativos e limitações na transferência de massa. Apesar de dependerem de mecanismos de adsorção distintos, interações eletrostáticas entre as moléculas de CO₂ e os cátions na estrutura microporosa da zeólita 5A, e forças de van der Waals associadas à porosidade heterogênea do carvão ativado, ambos os materiais foram igualmente impactados. O estudo reforça a necessidade de estratégias integradas para purificação eficiente dos gases em processos de reciclo.

Referências

1. W. Li; H. Wang; X. Jiang; J. Zhu; Z. Liu; X. Guo; C. Song, RSC Adv. 2018, 8, 7651-7669.

2. W. Wang; S. Wang; X. Ma; J. Gong, Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 3703-3727.

3. E.V. Kondratenko; G. Mul; J. Baltrusaitis; G.O. Larrazábal; J. Pérez-Ramírez, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 3112-3135.

4. Lider; V. Kudiiarov; N. Kurdyumov; J. Lyu; M. Koptsev; N. Travitzky; D. Hotza, Int. J. Hydrogen Energy 2023, 48, 28390-28411.

5. M. Heuchel; G.M. Davies; E. Buss; N.A. Seaton, Langmuir 1999, 15, 8695-8705.

6. R. Reich; W.T. Ziegler; K.A. Rogers, Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev. 1980, 19, 336-344.

7. M. Mofarahi; F. Gholipour, Micropor Mesopor Mat. 2014, 200, 1-10.

8. D.M. Ruthven, Principles of Adsorption and Adsorption Processes, John Wiley & Sons, New York, 1984.

9. R.V. Siriwardane; M.S. Shen; E.P. Fisher; J.A. Poston, Energy Fuels 2001, 15, 279-284.

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Publicado

03-11-2025

Edição

Seção

Catálise para transição energética