Processo combinado para a purificação do biogás por contactores com membranas e regeneração do líquido absorvente por eletrodiálise
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Data de Publicação: | 2018 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRJ |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/11422/12832 |
Resumo: | O biogás pode ser aproveitado para a geração de energia e calor, inserido na rede de gás natural ou de combustível veicular. Este é composto por uma mistura de gases, contendo, principalmente, metano (CH4) e dióxido de carbono (CO2), necessitando de um processo de purificação para a remoção do CO2 e impurezas. Com o propósito de otimizar sua purificação, este trabalho teve por objetivo a avaliação técnica e econômica do processo combinado para a purificação do biogás por contactores com membranas e regeneração do líquido absorvente por eletrodiálise. O processo de purificação do biogás por contactores com membranas utiliza o NaOH como líquido absorvente por possuir um alto grau de pureza e baixa perda do CH4. Esta etapa resultou em baixa demanda de área e consumo de energia para um tratamento de 10m³/h de biogás. Visando o processo acoplado com a eletrodiálise, para regeneração simultânea do NaOH, realizaram-se experimentos em um sistema de bancada de eletrodiálise para o estudo da condição operacional mais satisfatória, com maior taxa de geração de OH- . Essa etapa obteve uma alta demanda de área e consumo de energia. A análise dos experimentos da eletrodiálise indicou a necessidade de uma corrente de entrada contendo NaOH e uma maior diferença de potencial aplicada ao sistema. A estimativa da área e potência requerida confirmaram a viabilidade técnica e econômica do processo integrado para o uso comercial e residencial. |
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O processo de purificação do biogás por contactores com membranas utiliza o NaOH como líquido absorvente por possuir um alto grau de pureza e baixa perda do CH4. Esta etapa resultou em baixa demanda de área e consumo de energia para um tratamento de 10m³/h de biogás. Visando o processo acoplado com a eletrodiálise, para regeneração simultânea do NaOH, realizaram-se experimentos em um sistema de bancada de eletrodiálise para o estudo da condição operacional mais satisfatória, com maior taxa de geração de OH- . Essa etapa obteve uma alta demanda de área e consumo de energia. A análise dos experimentos da eletrodiálise indicou a necessidade de uma corrente de entrada contendo NaOH e uma maior diferença de potencial aplicada ao sistema. A estimativa da área e potência requerida confirmaram a viabilidade técnica e econômica do processo integrado para o uso comercial e residencial.Biogas is a source that can be used for power and heat generation, injected in to the natural gas or vehicular fuel systems. This gas refers to a mixture of different gases containing mainly methane (CH4) and carbon dioxide (CO2) and requiring a process of purification to remove CO2 and other contaminants. In order to optimize the purification, this work aimed the technical and economical evaluation of the combined process for biogas purification by membrane contactors with absorbent fluid regeneration by electrodialysis. Biogas purification by membrane contactors used NaOH as absorbent fluid for having a high purity degree and low methane losses. This step resulted in lower demand of required area and energy consumption for treatment of 10m³/h of biogas. Aiming the process attached to electrodialysis for simultaneous NaOH regeneration were performed experiments on a bench scale to achieve the satisfactory operation condition with higher OHgeneration rate. This step resulted in higher demand of required area and energy consumption. The analysis of electrodialysis experiments indicated as requirements a concentration of NaOH in input current and higher applied potential difference. According to area and required power estimation, the feasibility technical and financial of integrated process for commercial and residential use was confirmed.Submitted by Daniele Fonseca (daniele@ct.ufrj.br) on 2020-07-31T12:52:06Z No. of bitstreams: 1 MarianaBaptistaTavesDeMoura-min.pdf: 2617767 bytes, checksum: bea4e97bcb92ce958744665057730aab (MD5)Made available in DSpace on 2020-07-31T12:52:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarianaBaptistaTavesDeMoura-min.pdf: 2617767 bytes, checksum: bea4e97bcb92ce958744665057730aab (MD5) Previous issue date: 2018-02porUniversidade Federal do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUFRJBrasilInstituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de EngenhariaCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICAPurificação do biogasContactores com membranasProcesso combinado para a purificação do biogás por contactores com membranas e regeneração do líquido absorvente por eletrodiáliseinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisabertoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRJinstname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)instacron:UFRJORIGINALMarianaBaptistaTavesDeMoura-min.pdfMarianaBaptistaTavesDeMoura-min.pdfapplication/pdf2617767http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/12832/1/MarianaBaptistaTavesDeMoura-min.pdfbea4e97bcb92ce958744665057730aabMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81853http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/12832/2/license.txtdd32849f2bfb22da963c3aac6e26e255MD5211422/128322023-11-30 00:01:36.894oai:pantheon.ufrj.br:11422/12832TElDRU7Dh0EgTsODTy1FWENMVVNJVkEgREUgRElTVFJJQlVJw4fDg08KCkFvIGFzc2luYXIgZSBlbnRyZWdhciBlc3RhIGxpY2Vuw6dhLCB2b2PDqihzKSBvKHMpIGF1dG9yKGVzKSBvdSBwcm9wcmlldMOhcmlvKHMpIGRvcyBkaXJlaXRvcyBhdXRvcmFpcyBjb25jZWRlKG0pIGFvIFJlcG9zaXTDs3JpbyBQYW50aGVvbiBkYSBVbml2ZXJzaWRhZGUgRmVkZXJhbCBkbyBSaW8gZGUgSmFuZWlybyAoVUZSSikgbyBkaXJlaXRvIG7Do28gLSBleGNsdXNpdm8gZGUgcmVwcm9kdXppciwgY29udmVydGVyIChjb21vIGRlZmluaWRvIGFiYWl4byksIGUvb3UgZGlzdHJpYnVpciBvIGRvY3VtZW50byBlbnRyZWd1ZSAoaW5jbHVpbmRvIG8gcmVzdW1vKSBlbSB0b2RvIG8gbXVuZG8sIGVtIGZvcm1hdG8gZWxldHLDtG5pY28gZSBlbSBxdWFscXVlciBtZWlvLCBpbmNsdWluZG8sIG1hcyBuw6NvIGxpbWl0YWRvIGEgw6F1ZGlvIGUvb3UgdsOtZGVvLgoKVm9jw6ogY29uY29yZGEgcXVlIGEgVUZSSiBwb2RlLCBzZW0gYWx0ZXJhciBvIGNvbnRlw7pkbywgdHJhZHV6aXIgYSBhcHJlc2VudGHDp8OjbyBkZSBxdWFscXVlciBtZWlvIG91IGZvcm1hdG8gY29tIGEgZmluYWxpZGFkZSBkZSBwcmVzZXJ2YcOnw6NvLgoKVm9jw6ogdGFtYsOpbSBjb25jb3JkYSBxdWUgYSBVRlJKIHBvZGUgbWFudGVyIG1haXMgZGUgdW1hIGPDs3BpYSBkZXNzYSBzdWJtaXNzw6NvIHBhcmEgZmlucyBkZSBzZWd1cmFuw6dhLCBiYWNrLXVwIGUgcHJlc2VydmHDp8OjbyBkaWdpdGFsLgoKRGVjbGFyYSBxdWUgbyBkb2N1bWVudG8gZW50cmVndWUgw6kgc2V1IHRyYWJhbGhvIG9yaWdpbmFsLCBlIHF1ZSB2b2PDqiB0ZW0gbyBkaXJlaXRvIGRlIGNvbmNlZGVyIG9zIGRpcmVpdG9zIGNvbnRpZG9zIG5lc3RhIGxpY2Vuw6dhLiBWb2PDqiB0YW1iw6ltIGRlY2xhcmEgcXVlIGEgc3VhIGFwcmVzZW50YcOnw6NvLCBjb20gbyBtZWxob3IgZGUgc2V1cyBjb25oZWNpbWVudG9zLCBuw6NvIGluZnJpbmdpIGRpcmVpdG9zIGF1dG9yYWlzIGRlIHRlcmNlaXJvcy4KClNlIG8gZG9jdW1lbnRvIGVudHJlZ3VlIGNvbnTDqW0gbWF0ZXJpYWwgZG8gcXVhbCB2b2PDqiBuw6NvIHRlbSBkaXJlaXRvcyBkZSBhdXRvciwgZGVjbGFyYSBxdWUgb2J0ZXZlIGEgcGVybWlzc8OjbyBpcnJlc3RyaXRhIGRvIGRldGVudG9yIGRvcyBkaXJlaXRvcyBhdXRvcmFpcyBlIGNvbmNlZGUgYSBVRlJKIG9zIGRpcmVpdG9zIHJlcXVlcmlkb3MgcG9yIGVzdGEgbGljZW7Dp2EsIGUgcXVlIGVzc2UgbWF0ZXJpYWwgZGUgcHJvcHJpZWRhZGUgZGUgdGVyY2Vpcm9zIGVzdMOhIGNsYXJhbWVudGUgaWRlbnRpZmljYWRvIGUgcmVjb25oZWNpZG8gbm8gdGV4dG8gb3UgY29udGXDumRvIGRhIHN1Ym1pc3PDo28uCgpTZSBvIGRvY3VtZW50byBlbnRyZWd1ZSDDqSBiYXNlYWRvIGVtIHRyYWJhbGhvIHF1ZSBmb2ksIG91IHRlbSBzaWRvIHBhdHJvY2luYWRvIG91IGFwb2lhZG8gcG9yIHVtYSBhZ8OqbmNpYSBvdSBvdXRybyhzKSBvcmdhbmlzbW8ocykgcXVlIG7Do28gYSBVRlJKLCB2b2PDqiBkZWNsYXJhIHF1ZSBjdW1wcml1IHF1YWxxdWVyIGRpcmVpdG8gZGUgUkVWSVPDg08gb3UgZGUgb3V0cmFzIG9icmlnYcOnw7VlcyByZXF1ZXJpZGFzIHBvciBjb250cmF0byBvdSBhY29yZG8uCgpBIFVGUkogaXLDoSBpZGVudGlmaWNhciBjbGFyYW1lbnRlIG8ocykgc2V1KHMpIG5vbWUocykgY29tbyBhdXRvcihlcykgb3UgcHJvcHJpZXTDoXJpbyhzKSBkYSBzdWJtaXNzw6NvLCBlIG7Do28gZmFyw6EgcXVhbHF1ZXIgYWx0ZXJhw6fDo28sIHBhcmEgYWzDqW0gZGFzIHBlcm1pdGlkYXMgcG9yIGVzdGEgbGljZW7Dp2EsIG5vIGF0byBkZSBzdWJtaXNzw6NvLgo=Repositório de PublicaçõesPUBhttp://www.pantheon.ufrj.br/oai/requestopendoar:2023-11-30T03:01:36Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)false |
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