Avaliação do desempenho de materiais de carbono na adsorção de Compostos Orgânicos Voláteis (COVs)

• Autor(a) principal: Meira, Vitória Costa
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/11312
• topic: COVs; Acetato de etilo; Carvão ativado; Wet-blue; Adsorção; VOCs; Ethyl acetate; Activated carbon; Adsorption; Optimização Energética na Indústria Química

A poluição causada pelos Compostos Orgânicos Voláteis (COVs) afeta a qualidade do ar e é potencialmente nociva para a saúde pública. O controlo e redução destas emissões constituem um dos principais interesses da indústria. O principal objetivo desta dissertação foi estudar o comportamento de materiais de carbono provenientes de resíduos wet-blue na adsorção de compostos orgânicos voláteis nomeadamente acetato de etilo. Foi abordada a influência da área superficial especifica e da química superficial na adsorção de acetato de etilo usando carvão ativado como adsorvente. Nos ensaios de adsorção utilizou-se um reator de leito fixo em U e foram obtidas as curvas de rotura mantendo uma concentração inicial média de acetato de etilo de 300 ppm e utilizando cerca de 100 mg de amostra. Relativamente à influência da área superficial específica, a gama estudada foi de 1284 a 1972 m2 /g e a gama da capacidade de adsorção obtida foi de 164 a 330 mg COV/g. Verificou-se que quanto maior a área superficial especifica maior o tempo de rotura pois quanto mais desenvolvida for a estrutura porosa maior é a capacidade de adsorção e consequentemente maior o tempo ao qual se verifica a saturação. Para estudar a influência da química superficial foram introduzidos grupos funcionais oxigénio do tipo ácido carboxílico, anidrido carboxílico e lactona através de uma oxidação em fase liquida. Para analisar a influência dos grupos funcionais na adsorção de acetato de etilo foram feitos três tratamentos térmicos onde se conseguiu eliminar seletivamente alguns dos grupos introduzidos. Verificou-se que a presença dos grupos funcionais do tipo ácido carboxílicos e lactona, não melhora a capacidade de adsorção e que a remoção dos grupos ácido carboxílico da superfície do carvão favorece a adsorção de acetato de etilo. Foram efetuados ensaios para estudar a influência nas curvas de rotura do sentido de escoamento de gás no leito e do grau de compactação do leito. Verificou-se que, no sentido descendente, o tempo de rotura é baixo devido a fuga de acetato de etilo nos instantes iniciais, indicando possivelmente a presença de caminhos preferenciais. Quanto ao grau de compactação do leito, observou-se que as duas réplicas com o leito expandido são reprodutíveis e representam melhor o comportamento do material adsorvente. No entanto os valores obtidos com o leito intermédio são mais concordantes com os resultados da literatura e com trabalhos anteriormente publicados. Relativamente aos testes realizados para verificar o comportamento do carvão ativado em dois ciclos de adsorção-dessorção observou-se que capacidade de adsorção do carvão é diminuída com o aumento do número ciclos de adsorção-dessorção.