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Os processos da industria química têm sido alvo duma grande intensificação por meio da redução das escalas dos reatores o que permite ultrapassar as limitações à transferência de calor e massa. A tecnologia de micro reatores tem elevado potencial, tendo sido alvo de um elevado esforço de investigação nas duas últimas décadas. A equipa do projeto HXmeso tem introduzido reatores de 1 a 10mm, ou seja meso reatores, que apresentam taxas de produção até três ordens de grandeza superiores às dos micro reatores, mas mantendo as mesmas escalas e tempos de mistura. As duas configurações de meso reatores a estudar no projeto HXmeso são os reatores de jatos opostos e um reator meso estruturado, o NETmix, que já foi introduzido em contexto industrial para a produção de nanopartículas de hidroxiapatite.
Um desafio industrial foi colocado ao NETmix: a captura de dióxido de carbono (CO2) sob a forma de hidratos. Este é um dos maiores desafios para a engenharia de processos, por ser muito exotérmico (1.4 GJ/ton CO2) e ter uma janela de operação de 1°C a 5°C, o que faz com que o passo limitante neste processo seja a transferência de calor. Testes prévios permitiram provar a possibilidade de usar o NETmix para a produção contínua de hidratos, com taxas específicas de produção que excederam o estado da arte. Este processo é considerado como um dos que maior potencial tem para se tornar numa tecnologia industrial para remoção de CO2 dos gases de queima.
Os meso reatores do HXmeso foram estudados exaustivamente pela equipa de investigação deste projeto para processos monofásicos e isotérmicos, mas para processos multifásicos e com transferência de calor o conhecimento de base ainda não foi criado. O maior objetivo do projeto HXmeso é a criação de conhecimento fundamental sobre a transferência de massa e calor em meso reatores monofásicos e multifásicos. Este conhecimento será baseado na caracterização experimental e numérica dos regimes de escoamentos e da transferência de calor e  |
Resumo
Os processos da industria química têm sido alvo duma grande intensificação por meio da redução das escalas dos reatores o que permite ultrapassar as limitações à transferência de calor e massa. A tecnologia de micro reatores tem elevado potencial, tendo sido alvo de um elevado esforço de investigação nas duas últimas décadas. A equipa do projeto HXmeso tem introduzido reatores de 1 a 10mm, ou seja meso reatores, que apresentam taxas de produção até três ordens de grandeza superiores às dos micro reatores, mas mantendo as mesmas escalas e tempos de mistura. As duas configurações de meso reatores a estudar no projeto HXmeso são os reatores de jatos opostos e um reator meso estruturado, o NETmix, que já foi introduzido em contexto industrial para a produção de nanopartículas de hidroxiapatite.
Um desafio industrial foi colocado ao NETmix: a captura de dióxido de carbono (CO2) sob a forma de hidratos. Este é um dos maiores desafios para a engenharia de processos, por ser muito exotérmico (1.4 GJ/ton CO2) e ter uma janela de operação de 1°C a 5°C, o que faz com que o passo limitante neste processo seja a transferência de calor. Testes prévios permitiram provar a possibilidade de usar o NETmix para a produção contínua de hidratos, com taxas específicas de produção que excederam o estado da arte. Este processo é considerado como um dos que maior potencial tem para se tornar numa tecnologia industrial para remoção de CO2 dos gases de queima.
Os meso reatores do HXmeso foram estudados exaustivamente pela equipa de investigação deste projeto para processos monofásicos e isotérmicos, mas para processos multifásicos e com transferência de calor o conhecimento de base ainda não foi criado. O maior objetivo do projeto HXmeso é a criação de conhecimento fundamental sobre a transferência de massa e calor em meso reatores monofásicos e multifásicos. Este conhecimento será baseado na caracterização experimental e numérica dos regimes de escoamentos e da transferência de calor e massa, e dos fatores que influenciam esses regimes, nomeadamente o projeto da geometria meso reatores. Os modelos numéricos e conhecimento gerado neste estudo serão aplicados ao caso da produção contínua de hidratos, que será usado como o caso de avaliação de desempenho do NETmix e de validação das ferramentas computacionais desenvolvida do HXmeso.
As questões de investimento em processos usando meso reatores serão críticas para a disseminação industrial do conhecimento gerado no HXmeso. Por esse motivo será feito o estudo dos processos de construção dos meso reatores, com o objetivo de gerar conhecimento que possa ser rapidamente endogeneizado na indústria metalomecânica nacional criando novos produtos de grande valor acrescentado: novos reatores de elevado desempenho. |