Utilização da cinza do bagaço de cana-de-açúcar na síntese de zeólita A. para purificação de etanol com teste em coluna piloto de adsorção
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/18734 |
Resumo: | The generation of energy occurs with the use of sugarcane bagasse as fuel in boilers, obtaining sugarcane bagasse ash as final residue, the only destination practiced is the use in washing machines and the sending of surplus water. In addition, ethanol dehydration in these industries, to production of anhydrous alcohol, uses toxic solvents in the distillation process. In order to mitigate the environmental impacts generated by these solvents and the inadequate deposition of residues such as cane berry ash, the recording of zeolites A was carried out, using the sugarcane bagasse ash as a precursor to silicates for their formation. Also carried out, with ethanol purification efficiency tests, the designs of an adsorption column on a on a bank scale and one on pilot production scale, using commercial zeolites and produced in this work. A composition of sugarcane bagasse ash and synthesized materials were investigated by X-ray fluorescence analysis (FRX). The synthesized materials were also characterized by X-ray diffraction analysis (XRD) to demonstrate the formation of type A zeolites and their crystallinity. After characterization, the most promising material for use in dehydration, an SCBANa, underwent tests on the adsorption column on the bank scale, just as the commercial zeolite (ZC3A) was tested on the bank scale and on an experimental scale. Ethanol underwent density analysis and chromatography, before and after the process to demonstrate the efficiency of dehydration and removal of contaminants by SCBANa. The results demonstrated as bagasse ash have a high content of silicates in its composition, being a potential source for the manufacture of adsorbents and catalyst supports. The characterization of the synthesized materials shows the formation of zeolite A, the same that shows some details that show the presence of other residual components of the engraving process, with good crystallinity and intensity, highlighting the material called SCBANa, which predominantly contains the use of presence of zeolites type 4A and 5A, both are promising for the ethanol purification process |
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Utilização da cinza do bagaço de cana-de-açúcar na síntese de zeólita A. para purificação de etanol com teste em coluna piloto de adsorçãoAdsorçãoCinza de bagaço de cana-de-açúcarZeólita A. EtanolBioenergiaAdsorptionSugarcane bagasse ashZeolite A. EthanolBioenergyCNPQ::ENGENHARIASThe generation of energy occurs with the use of sugarcane bagasse as fuel in boilers, obtaining sugarcane bagasse ash as final residue, the only destination practiced is the use in washing machines and the sending of surplus water. In addition, ethanol dehydration in these industries, to production of anhydrous alcohol, uses toxic solvents in the distillation process. In order to mitigate the environmental impacts generated by these solvents and the inadequate deposition of residues such as cane berry ash, the recording of zeolites A was carried out, using the sugarcane bagasse ash as a precursor to silicates for their formation. Also carried out, with ethanol purification efficiency tests, the designs of an adsorption column on a on a bank scale and one on pilot production scale, using commercial zeolites and produced in this work. A composition of sugarcane bagasse ash and synthesized materials were investigated by X-ray fluorescence analysis (FRX). The synthesized materials were also characterized by X-ray diffraction analysis (XRD) to demonstrate the formation of type A zeolites and their crystallinity. After characterization, the most promising material for use in dehydration, an SCBANa, underwent tests on the adsorption column on the bank scale, just as the commercial zeolite (ZC3A) was tested on the bank scale and on an experimental scale. Ethanol underwent density analysis and chromatography, before and after the process to demonstrate the efficiency of dehydration and removal of contaminants by SCBANa. The results demonstrated as bagasse ash have a high content of silicates in its composition, being a potential source for the manufacture of adsorbents and catalyst supports. The characterization of the synthesized materials shows the formation of zeolite A, the same that shows some details that show the presence of other residual components of the engraving process, with good crystallinity and intensity, highlighting the material called SCBANa, which predominantly contains the use of presence of zeolites type 4A and 5A, both are promising for the ethanol purification processNenhumaA geração de energia ocorre com o uso do bagaço de cana como combustível em caldeiras, obtendo como resíduo final a cinza do bagaço de cana, cujo único destino praticado é o uso em lavouras e o envio do excedente para aterros. Além deste fato, a desidratação de etanol nestas indústrias, para a produção de álcool anidro utiliza solventes tóxicos no processo de destilação. Com o intuito de amenizar os impactos ambientais gerados por estes solventes e a deposição inadequada de resíduos como a cinza do bagaço de cana, foi realizada a síntese de zeólitas A, utilizando as cinzas do bagaço de cana-de-açúcar como precursor de silicatos para a sua formação. Foram realizados também, com a finalidade de testes de eficiência de desidratação de etanol, os projetos de uma coluna de adsorção em escala de produção de bancada e uma em escala piloto, empregando zeólitas comerciais e as produzidas neste trabalho. A composição das cinzas do bagaço de cana e dos materiais sintetizados foram investigadas por análise de fluorescência de raios X (FRX). Os materiais sintetizados foram caracterizados também por análise de difração de raios X (DRX) para demonstrar a formação de zeólitas do tipo A e a cristalinidade destes. Após caracterização, o material mais promissor para uso em desidratação, a SCBANa, passou por testes em coluna de adsorção em escala de bancada, assim como a zeólita comercial (ZC3A) foi testada em escala de bancada e escala piloto. O etanol passou por análise de densidade e cromatografia, antes e após o processo para demonstrar a eficiência de desidratação e da retirada de contaminantes pela SCBANa. Os resultados demonstraram que as cinzas de bagaço têm alto teor de silicatos em sua composição, sendo uma fonte em potencial para fabricação de adsorventes e suportes de catalisador. A caracterização dos materiais sintetizados identificou a formação de zeólita A, mesmo que contendo alguns picos que indicam a presença de outros componentes residuais do processo de síntese, com boa cristalinidade e intensidade, destacando o material denominado como SCBANa, que contém predominantemente característica da presença de zeólitas do tipo 4A e 5A, ambos se apresentando como promissores para o processo de desidratação do etanolUniversidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharia de Energias RenováveisPrograma de Pós-Graduação em Energias RenováveisUFPBFernandes, Pollyana Caetano Ribeirohttp://lattes.cnpq.br/8579267075943767Andersen, Silvia Layara Florianihttp://lattes.cnpq.br/2031930949755065Figueirêdo, Nyara Aschoff Cavalcanti2020-12-13T22:50:14Z2021-02-172020-12-13T22:50:14Z2020-02-17info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/18734porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2021-09-01T23:12:13Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/18734Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2021-09-01T23:12:13Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false |
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