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Tipo: TCC
Título : Impregnação alcalina e caracterização textural de carbono ativado para a dessulfurização de biogás
Autor : Nascimento, Beatriz Oliveira
Tutor: Bastos Neto, Moisés
Palabras clave : Adsorção;Impregnação alcalina;Sulfeto de hidrogênio;Biogás
Fecha de publicación : 2018
Citación : NASCIMENTO, B. O. (2018)
Resumen en portugués brasileño: O biogás é uma fonte de energia renovável que representa uma alternativa ao uso de combustíveis fósseis (por exemplo, o gás natural) devido ao alto poder calorífico de seu principal constituinte, o metano, além de diminuir as emissões de gases de efeito estufa. Todavia, essa mistura gasosa apresenta contaminantes em sua composição, que inviabilizam sua utilização como combustível de alta qualidade. Um desses contaminantes é o sulfeto de hidrogênio (H2S), que causa efeitos danosos à saúde e corrosão em equipamentos, sendo, portanto, imprescindível que este seja removido do biogás. Umas das tecnologias mais utilizadas na remoção de H2S é a adsorção em carbonos ativados. Desta forma, este trabalho teve por objetivo avaliar a capacidade de retenção de H2S em leito fixo de quatro carbonos ativados, sendo um deles a matriz base e os demais impregnados com soluções alcalinas de hidróxido de sódio, hidróxido de potássio e carbonato de sódio. Os adsorventes foram caracterizados através de medição de pH e levantamento de isotermas de N2 a -196 °C e de CO2 a 0 °C. Observou-se que todas as amostras apresentaram áreas superficiais específicas e microporosidades elevadas, com destaque para uma ligeira diminuição dessas propriedades em relação à matriz base, indicando influência da impregnação na estrutura porosa do material. Os resultados dos ensaios de adsorção de H2S em temperatura ambiente mostraram que o carbono impregnado com KOH foi o que apresentou a maior capacidade de retenção de H2S, devido provavelmente a sua elevada alcalinidade e percentual de ultramicroporos, evidenciados pela caracterização, confirmando que a impregnação química, com consequente modificação da estrutura porosa, foi fundamental na retenção de H2S. Entretanto, o mesmo não ocorreu com os materiais a base de NaOH e Na2CO3, que apresentaram capacidades, respectivamente, igual e inferior às do material base. Os resultados dos ensaios em diferentes temperaturas mostraram que as capacidades de retenção de H2S aumentaram com a temperatura, indicando quimissorção ou acesso de H2S aos ultramicroporos dos materiais, cuja resistência à difusão é vencida em altas temperaturas. Por fim, as amostras saturadas com H2S foram submetidas a novos testes de caracterização e observou-se uma diminuição das propriedades texturais, indicando que possivelmente ocorreu deposição dos produtos da reação de H2S com os metais presentes nas superfícies das amostras, indicando que a adsorção foi predominantemente química.
Abstract: The biogas is a renewable source of energy that represents an alternative to the use of fossil fuels (from example, natural gas) due to the high calorific value of its main constituent, methane, in addition to reducing emissions of greenhouse gases. However, this gaseous mixture presents contaminants in its composition, which make it impossible to use it as a high-quality fuel. One of these contaminants is hydrogen sulfide (H2S), which causes harmful effects to health and corrosion in equipment. Hence, it must be removed from biogas. One of the technologies most used in the removal of H2S is the adsorption on activated carbons. The objective of this work was to evaluate the capacity of H2S retention in fixed bed of four activated carbons, one being the base matrix and the other impregnated with alkaline solutions of sodium hydroxide, potassium hydroxide and sodium carbonate. The adsorbents were characterized by pH measurement and N2 and CO2 adsorption/desorption isotherms at -196 °C at 0 °C, respectively. It was observed that all the samples showed high specific surface areas and microporosities, with a slight decrease of these properties in relation to the base matrix, indicating influence of the impregnation in the porous structure of the material. The results of H2S adsorption tests at room temperature showed that the KOH impregnated carbon presented the highest H2S retention capacity, probably due to its high alkalinity and percentage of ultramicropores, evidenced by the characterization, which confirms that the chemical impregnation with consequent modification of the porous structure was fundamental in the H2S retention. However, NaOH and Na2CO3 based materials presented equal and lower capacities than those obtained for the base matrix, respectively. The tests at different temperatures showed that the H2S retention capacities increased with temperature, indicating chemisorption or H2S access to the ultramicropores of the materials, whose diffusion resistance might have been overcome at high temperatures. Finally, the H2S-saturated samples were subjected to further characterization tests and a decrease of the textural properties was observed, indicating that the products of the reaction of H2S with the metals present on the surface of the samples could have been deposited onto the porous or surface structure of the samples as an indicative of chemisorption.
Descripción : NASCIMENTO, Beatriz Oliveira. Impregnação alcalina e caracterização textural de carbono ativado para a dessulfurização de biogás. 2018. 58 f. Monografia (Graduação em Química)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
URI : http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/35215
Aparece en las colecciones: ENGENHARIA QUÍMICA - Monografias

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