Caracterização físico-química e modelagem estatística de diafragmas de células eletrolíticas utilizadas para produção de cloro-soda.

• Autor(a) principal: ALMEIDA FILHO, Edvaldo Monte de.
• Data de Publicação: 2009
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG
• Texto Completo: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/10916
• topic: Engenharia Química; Caracterização Físico-Química; Modelagem Estatística; Diafragmas de Células Eletrolíticas; Produção de Cloro-soda; Tecnologia Diafragma; Permeabilidade; Physical Chemical Characterization; Statistical Modeling; Electrolytic Cell Diaphragms; Chlorine-Soda Production; Diaphragm Technology; Permeability

Na industria produtora de cloro-soda, a tecnologia a diafragma se destaca por ainda ser a que mais contribui em volume de produção. Seja com amianto, amianto e polímero, ou sem amianto, o diafragma e o principal componente da célula eletrolítica, sendo responsável pela segurança operacional e pela eficiência energética e do processo. Apesar disso, o modo como o diafragma e produzido não sofreu modificações significativas desde o primeiro diafragma depositado sobre o catodo da célula eletrolítica, ainda em meados da década de 1920. O aspecto mais significativo deste trabalho e o entendimento quantitativo da influencia dos efeitos das variáveis envolvidas no processo de deposição do diafragma sobre o desempenho do diafragma em operação numa célula eletrolítica. As principais variáveis envolvidas no processo de deposição do diafragma consideradas nesse trabalho foram: o peso especifico do diafragma, a relação entre os comprimentos das fibras de amianto e as concentrações de NaCl, NaOH e do polímero. Utilizando-se técnicas estatísticas conhecidas, através das quais foi obtido um modelo matemático estatístico, foi possível estabelecer relações quantitativas entre as variáveis envolvidas no processo de deposição do diafragma e os parâmetros que conhecidamente caracterizam o diafragma, tais como numero de MacMullin e a permeabilidade. O modelo estatístico apresentou um coeficiente de correlação de aproximadamente 100% de certeza. Em seguida, os parâmetros calculados com o auxilio do modelo estatístico, foram aplicados a um modelo matemático existente e desenvolvido especificamente para a célula eletrolítica a diafragma. O modelo matemático calcula a eficiência de corrente e a concentração de NaOH produzida no católito da célula. Desta maneira, foi possível comparar os valores calculados da eficiência de corrente e da concentração de NaOH com os valores medidos em um grupo de 34 células em operação em escala industrial. Os resultados mostram que, para a eficiência de corrente, 75% dos dados medidos estão de acordo com os dados calculados dentro de um intervalo de ± 5% de certeza, e para a concentração de NaOH, 74% dos dados medidos estão de acordo com os dados calculados dentro de um intervalo de ± 10% de certeza. Portanto, foi possível relacionar as variáveis envolvidas no processo de deposição do diafragma com o seu desempenho na célula eletrolítica em escala industrial.