Os principais objetivos desta unidade de formação são:
Fornecer a metodologia para análise da competição entre fenómenos de transporte e reação química à escala da partícula de catalisador, bem como à escala dos reatores catalíticos heterogéneos. Estas competências têm em vista o projeto, simulação e otimização das condições de operação dos referidos reatores.
Reatores químicos catalíticos.
- Aquisição de conhecimentos sobre competição entre fenómenos de transporte e reação química à escala da partícula de catalisador com vista ao desenvolvimento de competências para projeto de reatores catalíticos.
- Aplicação de ferramentas de modelização e simulação de reatores catalíticos.
- Familiarização com os reatores multifuncionais e sua aplicação em áreas emergentes, relevantes para o sector industrial, nomeadamente em tópicos como captura e conversão de CO2, valorização de biogás, produção de H2 via reformação de matérias renováveis, decomposição de amoníaco, etc.
Engenharia Química e áreas afins, com enfoque especial nos reatores químicos catalíticos e tecnologias emergentes.
Programa:
Parte I. Reatores Catalíticos - escala da partícula de catalisador.
I.1. Tipos de geometria: esfera, placa plana e cilindro. Abordagem qualitativa da competição entre reação e difusão. Fator de eficiência do catalisador. Difusão nos poros e reação em catalisadores isotérmicos (sem e com difusão no filme).
I.2. Difusão/condução e reação em catalisadores não isotérmicos. Equação de Damköhler.
I.3. Critérios para avaliar resistências ao transporte de massa/calor no filme e reação química em catalisadores não isotérmicos.
Parte II. Escala do reator catalítico:
II.1. Modelos pseudo-homogéneos e heterogéneos.
II.2. Modelos unidimensionais e bidimensionais.
III. Reatores multifuncionais
III.1 Reatores de membranas
III.2. Reatores adsortivos
III.3. Outros
Unidade de formação contínua em que os métodos de ensino e atividades de aprendizagem foram definidos da seguinte forma: aulas de exposição com ênfase na aquisição de conhecimentos sobre reatores químicos catalíticos e suportadas por problemas concretos. As aulas de resolução de problemas e a avaliação distribuída visam a apreensão de conhecimentos sobre diversas temáticas relacionadas com os reatores químicos catalíticos, incluindo a sua simulação (nomeadamente em Aspen Plus, Matlab ou Scilab). Os exemplos de áreas fronteira poderão ser feitos pelos docentes e/ou por seminários com especialistas convidados.
Modo de trabalho: aulas em regime presencial e online (b-learning).
A avaliação será distribuída (AD - 100%) sem exame final.
Fórmula de cálculo da classificação final:
Classificação final (CF): CF = (T1 + T2) / 2
Descrição da avaliação distribuída (AD):
- Os alunos serão distribuídos, por eles próprios, em grupos de 2-3 elementos (a definir, consoante o número de estudantes inscritos na UFC);
Trabalho 1 (T1):
- Será apresentado um trabalho, para realização em grupo, e prazo de entrega (tipicamente 1 semana) do respetivo relatório (R1);
- Nalguns dias, no final ou após a aula, serão feitas discussões orais (DO1) com 1-2 grupos, selecionados aleatoriamente; as discussões serão feitas na sala de aula ou online (se a aula decorrer dessa forma);
- Classificação do trabalho de casa (T1): T1 = 0,5 R1 + 0,5 DO1
Trabalho 2 (T2):
Deverá ser elaborado um relatório sobre um processo catalítico de relevância atual na indústria (em grupos de 2-3 elementos) com apresentação oral do mesmo (AO2), devidamente enquadrado com os objetivos e conteúdo da UFC.
T2 = 0.70 R2 + 0.3 AO2
Melhoria de classificação: por exame.
Observações: exame final sem consulta.
Docente Responsável: | Miguel Madeira |
Sigla: | RQC |
Tipo de curso/ciclo de estudos: | Unidade de Formação Contínua |
Início: | 2024/2025 |
Duração: | 81 Horas |