Acoplamento de mecanismo de reação e CFD para modelar a oxidação de metanol em água supercrítica

Abstract

A oxidação em água supercrítica (SCWO) é uma reação redox para destruir compostos com a participação de um oxidante em condições de altas pressões e temperaturas. Ainda com pouco uso industrial. Entretanto a SCWO tem sido apontada como uma tecnologia emergente e ambientalmente benigna que proporciona vantagens como a possibilidade de oxidar resíduos perigosos, gerar uma quantidade de calor suficiente para a produção de energia elétrica, remediação de resíduos e a recuperação de água. O presente estudo implementou um mecanismo reduzido de reação e um modelo matemático com uma equação para a difusividade. Sendo a alimentação do reator simulado, metanol como combustível e o oxigênio sendo o oxidante no software ANSYS-Fluent 17, para simular satisfatoriamente esta SCWO. Esse trabalho, inédito, foi concluído com um modelo adequado obtido na literatura para simular a oxidação do metanol em água supercrítica, com um mecanismo reduzido e implementação de equações de estado ao software da simulação. As simulações foram realizadas considerando três diferentes casos reportados na literatura. Foi verificada a validação dos resultados pela comparação dos dados das simulações com os dados experimentais da literatura, por meio de desvio padrão absoluto onde se obteve valores inferiores a 5%, temperaturas máximas simuladas próximas aos dados experimentais e perfis de chama de formato semelhante à literatura.