A captura, utilização e armazenamento de carbono (CCUS, do inglês Carbon, Capture, Utilization and Storage) é uma das principais estratégias para reduzir as emissões de dióxido de carbono na atmosfera. Recentemente, a utilização de dióxido de carbono (CO2) tem atraído a atenção de pesquisadores e empresas, uma vez que pode contribuir para melhorar a economia do processo de captura de CO2 através da produção de combustíveis e produtos químicos de alto valor agregado e tem sido considerada uma alternativa viável ao armazenamento geológico de CO2. Dentre as tecnologias para utilização de CO2, destaca-se a reação reversa de deslocamento gás-água (RWGS, do inglês reverse water gas shift) como uma rota promissora. A RWGS é uma reação que produz monóxido de carbono a partir de CO2 e hidrogênio. O monóxido de carbono é um constituinte do gás de síntese. O principal desafio dessa reação é a busca por catalisadores que permitam que a reação ocorra em baixas temperaturas e atinja altas conversões. Além disso, no processo, ocorrem reações paralelas que geram produtos indesejados, como o metano (CH4). Uma rota alternativa é o processo RWGS intensificado com recirculação química (chemical looping), RWGS-CL, utilizando óxidos metálicos como transportadores de oxigênio. O processo RWGS-CL é um processo cíclico de duas etapas para ativação do CO2, onde ocorrem duas reações: oxidação e redução. Nesse contexto, este trabalho avaliou os potenciais óxidos metálicos para a aplicação da RWGS-CL, tendo a magnetita sido escolhida como o óxido carregador de oxigênio mais eficaz entre os avaliados. Foram conduzidas modelagem e simulação do processo, considerando um reator de leito fixo multitubular. Durante a análise, foram observadas conversões de reagentes em produtos atingindo 100% para o monóxido de carbono (CO) ao longo de 11 horas de reação contínua. Além disso, foram analisados o perfil de temperatura e a perda de carga ao longo do comprimento do reator, visando avaliar o potencial uso dessa tecnologia em escala industrial. Os resultados indicam que não há variações significativas de temperatura no reator quando aquecido a 1073K e que a perda de carga ao longo do comprimento do reator é desprezível.

Carbon capture, utilization, and storage (CCUS) is one of the main strategies to reduce carbon dioxide emissions into the atmosphere. Recently, the use of carbon dioxide (CO2) has attracted the attention of researchers and companies since it can contribute to improve the economy of the CO2 capture process through the production of high value-added fuels and chemicals and has been considered a viable alternative to the geological storage of CO2. Among the technologies for using CO2, the reverse water gas shift reaction (RWGS) stands out as a promising route. RWGS is a reaction that produces carbon monoxide from CO2 and hydrogen. Carbon monoxide is a constituent of the synthesis gas. The main challenge of this reaction is the search for catalysts that allow the reaction to occur at low temperatures and achieve high conversions. In addition, in the process, parallel reactions occur that generate unwanted products, such as methane (CH4). An alternative route is the intensified RWGS process with chemical looping, RWGS-CL, using metal oxides as oxygen carriers. The RWGS-CL process is a two-step cyclic process for CO2 activation, where two reactions occur: oxidation and reduction. In this context, this study aims to assess potential metal oxides for RWGS-CL and to perform the modeling and simulation of the process, considering a multitubular fixed-bed. During the analysis, conversions of reactants into products reaching 100% for carbon monoxide (CO) were observed over 11 hours of continuous reaction. Additionally, the temperature profile and pressure drop along the reactor length were analyzed to assess the potential use of this technology on an industrial scale. The results indicate that there are no significant temperature variations in the reactor when heated to 1073K, and the pressure drop along the reactor length is negligible.