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Title in Portuguese: Utilização de peneira molecular para purificação do gás de aterros sanitários
Author: Souza Filho, José Demontier Vieira de
Advisor(s): Mota, Francisco Suetônio Bastos
Co-advisor(s): Loiola, Adonay Rodrigues
Keywords: Saneamento
Resíduos sólidos
Biogás
Adsorção
Zeólitas
Issue Date: 26-Jul-2016
Citation: SOUZA FILHO, J. D. V. Utilização de peneira molecular para purificação do gás de aterros sanitários. 2016. 87 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016.
Abstract in Portuguese: Os resíduos sólidos urbanos, RSU, gerados diariamente pela dinâmica de funcionamento da sociedade, representam um sério problema ambiental, trazendo consequências. A matéria orgânica, presente nos RSU, sofre decomposição anaeróbia, nos aterros sanitários, produzindo uma mistura gasosa: o biogás de aterro. Cerca de 45% a 55% do biogás de aterros sanitários é formado por metano (CH4), constituindo-se como uma excelente matriz energética frente às outras em vigor e também, renovável. Todavia, o CO2, como produto da digestão anaeróbia, necessita ser removido. Cerca de 35% do biogás de aterro é formado por dióxido de carbono, este que além de poluir o meio ambiente atmosférico, não libera energia em processo de combustão. A remoção do CO2 pode ser realizada por meio da técnica de adsorção. A adsorção é um mecanismo de separação que envolve uma fase fluida – os componentes a serem separados e uma fase sólida – o sólido adsorvente. Para a realização da remoção do CO2, empregou-se como sólido adsorvente, peneiras moleculares do tipo zeólita 4A. As zeólitas possuem micro cavidades denominadas poros, onde ocorre adsorção. Uma importante propriedade das zeólitas é a área superficial, pois representa a oferta de espaço para que a adsorção seja potencializada. Após as sínteses das zeólitas, aplicaram-se as técnicas de microscopia eletrônica de varredura – MEV – e de difração de raios-x – DRX –, a fim de caracterizá-las. Procedeu-se com experimentos de adsorção de mistura CO2/CH4, aplicando-se a isoterma de Langmuir. Esta, adaptou-se bem aos dados experimentados. As zeólitas produzidas foram conformadas em pellets e assim, introduzidas em cartuchos de quartzo. No Aterro Sanitário Metropolitano Oeste de Caucaia – ASMOC –, escolheu-se três drenos de emissão de biogás. As remoções de CO2 cresceram com o aumento das massas de zeólitas. Houve também a remoção de outros componentes presentes no biogás. A capacidade de adsorção por cartucho não sofreu variações bruscas. As zeólitas se mostraram bastante seletiva para o CO2 frente ao CH4. Cartuchos com massas menores sofreram saturação em menos tempo, justificando a eficácia da separação. Todavia, por ser um material considerado novo na purificação do biogás de aterro, merece ser explorado cientificamente.
Abstract: Urban Solid Wastes – USW – generated daily by the operating dynamics of society, represent a serious environmental problem, bringing consequences. The organic matter present in the MSW undergoes anaerobic decomposition in landfills, producing a gas mixture: landfill biogas. About 45% to 55% of landfill biogas consists of methane (CH4), constituting as an excellent energy front matrix other in force and renewable. However, CO2 as a product of anaerobic digestion, needs to be removed. About 35% of landfill biogas is composed of carbon dioxide, in addition to this that pollute the atmospheric environment, does not release energy in the combustion process. The CO2 removal can be accomplished by adsorption technique. Adsorption is a separation mechanism that involves a fluid phase – the components to be separated and a solid phase – solid adsorbent. To perform the removal of CO2, it was employed as a solid adsorbent, molecular sieve type 4A zeolite. Zeolites have micro cavities called pores where adsorption no occurs. An important property of zeolitas is the surface area as it provides space for the adsorption to potentially take place. The obtained zeolite was characterized by means of techniques such as scanning electron microscopy techniques - SEM - and X-rays diffraction - XRD. It proceeded with mixed adsorption experiments of CO2 / CH4, applying the Langmuir isotherm, which this adapted well to experienced data. The zeolites produced were formed into pellets and thus introduced in quartz cartridges. In Landfill West Metropolitan Caucaia - ASMOC – was chosen three biogas emission drains. The CO2 removal increased with increasing mass of zeolites. There was also there moval of other components present in the biogas. The adsorption capacity per cartridge did not undergo abrupt changes. Zeolites have proven very selective for CO2 front of CH4. Cartridges with smaller masses suffered saturation in less time, justify in the effectiveness of separation. However, being a material considered new in landfill biogas purification, it deserves to be explored scientifically.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/23534
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