Predictive modeling of natural gas adsorption with activated carbons in vehicle fuel tanks using artificial neural networks

  • Autor
  • Marcos A. Q. Machado
  • Co-autores
  • Daniel V. Gonçalves , José C. A. Oliveira , Andréa S. Pereira , Sebastião M. P. Lucena
  • Resumo
  • This study addresses the application of artificial intelligence models to predict the energy deactivation curves of adsorption beds composed of 17 different types of activated carbons, throughout the operating cycles of a vehicle fuel tank. Using simulated data from the adsorption of methane, ethane, propane and butane, the pore size distribution (PSD) was used as a way to characterize the activated carbons. The charge/discharge tank model, together with the Ideal Adsorbed Solution Theory (IAST), was solved iteratively in the gPROMS software to obtain data over 200 operating cycles. The Latin Hypercube Sampling (LHS) technique was used to determine efficient combinations of the molar fractions of the natural gas components, used in the calculations. Subsequently, artificial neural networks (ANNs) were trained and evaluated to predict the energy deactivation curves of the adsorption beds, whose architectures were optimized using the Particle Swarm Optimization (PSO) methodology. The results indicate that the ANN trained with the characterization data of PSD presented satisfactory performance, standing out as an effective approach in predicting this phenomenon. Therefore, the proposed model is capable of predicting the energetic deactivation curves for a wide range of activated carbons, when the PSD is known.

  • Palavras-chave
  • Adsorption; Activated Carbons; Natural Gas; Artificial Neural Networks.
  • Área Temática
  • Modelagem e Simulação
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O Encontro Brasileiro sobre Adsorção (EBA) é um evento reconhecido que ocorre a cada dois anos desde 1996, alternando entre cidades do Nordeste e Sul/Sudeste do Brasil. O objetivo principal do evento é fornecer um espaço para discussões entre a comunidade científica, acadêmica e empresarial, nacional e internacional, que esteja interessada na área de adsorção, promovendo assim o intercâmbio de ideias e resultados de pesquisas.

A 15ª edição do EBA acontecerá presencialmente em Maceió/Al, de 20 a 22 de novembro de 2024, sendo organizado por professores do Centro de Tecnologia da Universidade Federal de Alagoas(CTEC/UFAL). O evento contará com 5 palestras plenárias, apresentações de trabalhos convidados, apresentações de trabalhos orais selecionados e 3 sessões de pôsteres. Além disso, houve a “Escola de Adsorção”, que ofereceu 5 aulas sobre o tema “adsorção”, ministradas por renomados professores e pesquisadores da área.

Maceió, cidade sede do envento, é uma cidade encantadora, belissímas praias, excelente infraestrutura de hotéis, restaurantes e entretenimento. Localizada na região nordeste país, seu aeroporto possui voos diretos para diversos capitais do país, bem como para a Europa.

 

Maceió/AL, novembro de 2024.

Comissão Organizadora

15º Encontro Brasileiro sobre Adsorção - EBA

  • Adsorção e Energia
  • Adsorção aplicada à Catálise
  • Adsorção aplicada ao meio ambiente
  • Biotecnologia
  • Fundamentos de Adsorção
  • Modelagem e Simulação
  • Sintese e Caracterização

Comissão Organizadora:

Prof. Dr. Lucas Meili (Presidente da Comissão Organizadora) 

Prof. Dr. Amaro Gomes Barreto Jr.

Prof. Dr. Daniel Pinto Fernandes 

Prof. Dr. João Batista Rocha Maia Neto

Prof. Dr. Rodolfo Junqueira Brandão 

Dra. Pollyanna Vanessa dos Santos Lins

Dra. Rafaela Gabriel

 

Comitê Científico:

  • Amaro Gomes Barreto Júnio (UFRJ)
  • Célio L. Cavalcante Jr. (UFC)
  • Daniel Pinto Fernandes (UFAL)
  • Diana C. S. Azevedo (UFC)
  • Frederico Wanderley Tavares (UFRJ)
  • Guilherme Luiz Dotto (UFSM)
  • Igor Tadeu Lazzarotto Bresolin (UNIFESP)
  • Ivanildo José da Silva Junior (UFC)
  • Juliana Amorim Coelho (UFRN)
  • Leandro V. A. Gurgel (UFOP)
  • Liliana Amaral Feris (UFRGS)
  • Lucas Meili (UFAL)
  • Lucienne Lobato Romanielo (UFU)
  • Marcos Juliano Prauchner (UnB)
  • Maurício Alves da Motta Sobrinho (UFPE)
  • Nehemias Curvelo Pereira (UEM)
  • Pollyanna V. S. Lins (UFAL)
  • Rafaela Gabriel (UFAL)
  • Rodolfo Junqueira Brandão (UFAL)
  • Sibele Berenice Castellã Pergher (UFRN)
  • Sérgio Botelho de Oliveira (UFBA)
  • Tirzhá Lins Porto Dantas (UFPR)

Email do evento: 

eba15maceio@gmail.com

 

Comissão organizadora: 

 

Prof. Dr. Lucas Meili (Presidente da Comissão Organizadora) (lucas.meili@ctec.ufal.br)

Prof. Dr. Amaro Gomes Barreto Jr.

Prof. Dr. Daniel Pinto Fernandes ( daniel.fernandes@ctec.ufal.br)

Prof. Dr. João Batista Rocha Maia Neto (joao.maia@ctec.ufal.br)

Prof. Dr. Rodolfo Junqueira Brandão (rodolfo.brandao@ctec.ufal.br)

Dra. Pollyanna Vanessa dos Santos Lins ( polly_lins91@hotmail.com)

Dra. Rafaela Gabriel

Comitê Científico:

  • Amaro Gomes Barreto Júnio (UFRJ)
  • Célio L. Cavalcante Jr. (UFC)
  • Daniel Pinto Fernandes (UFAL)
  • Diana C. S. Azevedo (UFC)
  • Frederico Wanderley Tavares (UFRJ)
  • Guilherme Luiz Dotto (UFSM)
  • Igor Tadeu Lazzarotto Bresolin (UNIFESP)
  • Ivanildo José da Silva Junior (UFC)
  • Juliana Amorim Coelho (UFRN)
  • Leandro V. A. Gurgel (UFOP)
  • Liliana Amaral Feris (UFRGS)
  • Lucas Meili (UFAL)
  • Lucienne Lobato Romanielo (UFU)
  • Marcos Juliano Prauchner (UnB)
  • Maurício Alves da Motta Sobrinho (UFPE)
  • Nehemias Curvelo Pereira (UEM)
  • Pollyanna V. S. Lins (UFAL)
  • Rafaela Gabriel (UFAL)
  • Rodolfo Junqueira Brandão (UFAL)
  • Sibele Berenice Castellã Pergher (UFRN)
  • Sérgio Botelho de Oliveira (UFBA)
  • Tirzhá Lins Porto Dantas (UFPR)

 

Patrocínio:

DpUnion Instrumentação Analítica e Científica

Parceiros: 

Universidade Federal de Alagoas (UFAL)

Centro de Tecnologia (CTEC/UFAL)

Fundação Universitária de Desenvolvimento de Extensão e Pesquisa (FUNDEPES)

Secretaria de Estado da Ciência, da Tecnologia e da Inovação (SECTI)

Centro de Inovação do Jaraguá 

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Alagoas (FAPEAL)

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