SÃntese e avaliaÃÃo de bioadsorventes na separaÃÃo de misturas contendo CO2 e CH4 para aplicaÃÃo em upgrade de biogÃs originado a partir de resÃduos sÃlidos orgÃnicos

Autor: Priscila Costa Vilella
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2015
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCUniversidade Federal do CearáUFC.
Druh dokumentu: masterThesis
Popis: A geraÃÃo de ResÃduos SÃlidos Urbanos (RSU) vem aumentando a cada ano no PaÃs, sendo a fraÃÃo orgÃnica normalmente responsÃvel por mais da metade da quantidade total de RSU gerada. Entre as alternativas existentes para o aproveitamento dos resÃduos sÃlidos orgÃnicos, destaca-se a digestÃo anaerÃbia, uma soluÃÃo atrativa, tendo em vista que hà produÃÃo de biogÃs durante o processo. Entretanto, para que suas possibilidades de aplicaÃÃo sejam mais abrangentes, à necessÃrio que o biogÃs seja purificado e posteriormente submetido a um processo de upgrade, a fim de que adquira caracterÃsticas similares ao do gÃs natural. O presente trabalho teve como objetivo sintetizar Carbonos Ativados (CAs) a partir de endocarpo de coco seco (Cocos nucifera), de coco babaÃu (Orbignya speciosa) e a partir de vagem de flamboyant (Delonix regia) por meio de ativaÃÃo com diÃxido de carbono em Ãnica etapa. As caracterÃsticas texturais das amostras foram determinadas por meio de isotermas de adsorÃÃo de N2 a -196 ÂC. Os maiores valores de Ãrea superficial especÃfica e volume de microporos foram obtidos para o bioadsorvente sintetizado a partir do coco seco, com valores de 1452 m2/g e 0,60 cm3/g, respectivamente. Foram selecionados os CAs de coco seco e de coco babaÃu para a anÃlise de suas eficiÃncias na separaÃÃo de misturas CO2/CH4 para aplicaÃÃo no upgrade de biogÃs. Para tanto, ensaios de equilÃbrio de adsorÃÃo dos componentes puros (CO2 e CH4) e da mistura (30% vol. CO2, 70% vol. CH4) foram realizados a 20 ÂC utilizando uma balanÃa de suspensÃo magnÃtica. A capacidade de adsorÃÃo de CO2 pouco se diferenciou entre as duas amostras, apresentando o CA de coco seco melhores resultados. Essa amostra apresentou valores bem maiores de captura de metano a pressÃes acima de 3,0 bar. Os dados experimentais foram comparados com os obtidos pelo ajuste do modelo de TÃth e da IAST (Teoria da SoluÃÃo Adsorvida Ideal) para os dados mono e multicomponentes, respectivamente. Os ajustes de TÃth foram bastante precisos, enquanto os da IAST se adequaram moderadamente. As seletividades das amostras para o CO2 em relaÃÃo ao CH4 foram determinadas e comparadas com a de outros adsorventes comerciais. O CA do coco seco apresentou resultados melhores que o coco babaÃu a baixas pressÃes, com valor de seletividade de 4,2 a 1,0 bar, indicando ser um material competitivo para a aplicaÃÃo proposta.
The generation of Municipal Solid Waste (MSW) is increasing every year in Brazil, being the organic matter responsible for more than half of the total MSW generated. Among the current alternatives to the use of organic solid waste, the anaerobic digestion is the most attractive as biogas production occurs in the process. Nevertheless, to increase its usage possibilities, biogas has to be purified and upgraded, in order to acquire characteristics similar to that of natural gas. The present work aims to prepare activated carbons (ACs) from coconut endocarp (Cocos nucifera), babassu coconut (Orbignya speciosa) and flamboyant pods (Delonix regia) by one step CO2 activation. The textural characteristics were determined by N2 adsorption isotherm at -196 ÂC. The best results of BET surface area and micropore volume were obtained for bioadsorbent synthesized from coconut shell, with values of 1452 m2/g and 0.6 cm3/g, respectively. ACs from coconut shell and babassu coconut were selected to analyze their efficiency in CO2/CH4 separation mixture for biogas upgrading application. Therefore, pure component (CO2 and CH4) and mixture (30% vol. CO2, 70% vol. CH4) adsorption equilibria were performed at 20 ÂC using a magnetic suspension balance. The CO2 adsorption capacity slightly differed between samples, presenting the AC from coconut shell better results. This sample had higher methane uptake above pressures of 3.0 bar. The experimental data were compared with the fit of Toth and IAST (Ideal Adsorbed Solution Theory) models for mono and multicomponent data, respectively. The Toth fitting was fairly accurate, while the IAST fit was moderate. The samples selectivity to CO2 over CH4 were calculated and compared with another commercial adsorbent. The AC from coconut shell presented better results than babassu coconut at low pressures, with a selectivity value of 4.2 at 1.0 bar, indicating to be a competitive material for the proposed application.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
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