Avaliação dos parâmetros de pirólise na capacidade de adsorção pelo biocarvão obtido da torta de cártamo
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRN |
Texto Completo: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/52640 |
Resumo: | Um dos problemas enfrentados na atualidade, é o risco de contaminação da água e efluentes por meio de resíduos contendo metais tóxicos, com destaque para metais como chumbo, cádmio e zinco. Independentemente da quantidade dos contaminantes presentes na água, estes causam um impacto negativo tanto no cenário ambiental, quanto afetando diretamente a saúde humana, causando problemas fisiológicos como os do trato respiratório, renal e alterações genéticas, ainda desequilíbrio no ecossistema aquático. De acordo com a problemática exposta, se faz necessário o desenvolvimento de pesquisas com enfoque na remoção desses metais. Uma alternativa desejável é a produção de materiais porosos ambientalmente compatíveis, com uma obtenção viável e eficiente para remoção por meio de adsorção. Diversos tipos de materiais sólidos podem vir a ser utilizados como adsorventes, alguns pontos críticos são avaliados na escolha dos mesmos, como sua estrutura porosa, que interfere diretamente na difusão, reflete a área superficial do sólido, influenciando diretamente na velocidade de adsorção. Uma das formas de produção do material poroso desejado, é a pirólise lenta de materiais lignocelulósicos, pois, o produto principal obtido por meio desta é o biocarvão, no qual as condições cuja a biomassa é submetida afetam diretamente em sua estrutura e características físico-químicas. A pesquisa em questão trata da produção do biocarvão originado de torta de cártamo pós extração de óleo, a execução da reação foi feita através do processo de pirólise lenta, submetido em um reator com atmosfera inerte livre de oxigênio, com enfoque na avaliação dos rendimentos do produto obtido em condições variáveis determinadas via Análise Termogravimétrica (TG), além da caracterização por técnicas de Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Difração de Raios-X (DRX), Fluorescência de Raios-X (FRX) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Com o biocarvão obtido na pirólise, se fez possível a aplicação desse material para a realização do processo de adsorção para a remoção de metais tóxicos presentes em água produzida proveniente de poços de petróleo, onde a água produzida teve seus metais quantificados antes e após o tratamento com o material poroso através da técnica de Espectroscopia de Emissão Ótica com Plasma Acoplado Indutivamente (ICP-OES). Apresentando resultados favoráveis com taxas de remoção acima de 90%, mostrando assim, que o método de adsorção usando biocarvão da torta de cártamo após a extração de óleo é um material sorvente eficaz para remoção de metais tóxicos como chumbo, cádmio e zinco da água produzida. |
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Independentemente da quantidade dos contaminantes presentes na água, estes causam um impacto negativo tanto no cenário ambiental, quanto afetando diretamente a saúde humana, causando problemas fisiológicos como os do trato respiratório, renal e alterações genéticas, ainda desequilíbrio no ecossistema aquático. De acordo com a problemática exposta, se faz necessário o desenvolvimento de pesquisas com enfoque na remoção desses metais. Uma alternativa desejável é a produção de materiais porosos ambientalmente compatíveis, com uma obtenção viável e eficiente para remoção por meio de adsorção. Diversos tipos de materiais sólidos podem vir a ser utilizados como adsorventes, alguns pontos críticos são avaliados na escolha dos mesmos, como sua estrutura porosa, que interfere diretamente na difusão, reflete a área superficial do sólido, influenciando diretamente na velocidade de adsorção. Uma das formas de produção do material poroso desejado, é a pirólise lenta de materiais lignocelulósicos, pois, o produto principal obtido por meio desta é o biocarvão, no qual as condições cuja a biomassa é submetida afetam diretamente em sua estrutura e características físico-químicas. A pesquisa em questão trata da produção do biocarvão originado de torta de cártamo pós extração de óleo, a execução da reação foi feita através do processo de pirólise lenta, submetido em um reator com atmosfera inerte livre de oxigênio, com enfoque na avaliação dos rendimentos do produto obtido em condições variáveis determinadas via Análise Termogravimétrica (TG), além da caracterização por técnicas de Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Difração de Raios-X (DRX), Fluorescência de Raios-X (FRX) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Com o biocarvão obtido na pirólise, se fez possível a aplicação desse material para a realização do processo de adsorção para a remoção de metais tóxicos presentes em água produzida proveniente de poços de petróleo, onde a água produzida teve seus metais quantificados antes e após o tratamento com o material poroso através da técnica de Espectroscopia de Emissão Ótica com Plasma Acoplado Indutivamente (ICP-OES). Apresentando resultados favoráveis com taxas de remoção acima de 90%, mostrando assim, que o método de adsorção usando biocarvão da torta de cártamo após a extração de óleo é um material sorvente eficaz para remoção de metais tóxicos como chumbo, cádmio e zinco da água produzida.One of the problems currently faced is the risk of contamination of water and effluents through waste containing toxic metals, especially metals such as lead, cadmium and zinc. Regardless of the amount of contaminants present in the water, they cause a negative impact both in the environmental scenario and directly affect human health, causing physiological problems such as those of the respiratory and renal tracts and genetic alterations, as well as imbalance in the aquatic ecosystem. According to the above problem, it is necessary to develop research focusing on the removal of these metals. A desirable alternative is the production of environmentally compatible porous materials, with a viable and efficient obtainment for removal through adsorption. Several types of solid materials can be used as adsorbents, some critical points are evaluated in their choice, such as their porous structure, which directly interferes with diffusion, reflects the surface area of the solid, directly influencing the adsorption rate. One of the forms of production of the desired porous material is the slow pyrolysis of lignocellulosic materials, since the main product obtained through this is biochar, in which the conditions to which the biomass is subjected directly affect its structure and physical-chemical characteristics. . The research in question deals with the production of biochar originating from safflower cake after oil extraction, the execution of the reaction was carried out through the process of slow pyrolysis, submitted in a reactor with an inert atmosphere free of oxygen, with a focus on the evaluation of the yields of the product obtained under variable conditions determined via Thermogravimetric Analysis (TG), in addition to characterization by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-Ray Diffraction (XRD), X-Ray Fluorescence (FRX) and Electron Microscopy techniques scanning (SEM). With the biochar obtained from pyrolysis, it was possible to apply this material to carry out the adsorption process for the removal of toxic metals present in produced water from oil wells, where the produced water had its metals quantified before and after treatment with the porous material using the Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectroscopy (ICP-OES) technique. Presenting favorable results with removal rates above 90%, thus showing that the adsorption method using biochar from safflower cake after oil extraction is an effective sorbent material for removing toxic metals such as lead, cadmium and zinc from produced water .FUNPEC - FUNDAÇÃO NORTE-RIO-GRANDENSE DE PESQUISA E CULTURAUniversidade Federal do Rio Grande do NorteQUÍMICA DO PETRÓLEOUFRNBrasilINSTITUTO DE QUÍMICAAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRAAdsorçãoAdsorptionBiocarvãoBiocharMetais tóxicosToxic metalsPirólisePyrolysisQuímica do PetróleoAvaliação dos parâmetros de pirólise na capacidade de adsorção pelo biocarvão obtido da torta de cártamoEvaluation of pyrolysis parameters on adsorption capacity by the biocarbon obtained of the saffort pieinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALAvaliacaoParametrosPirolise_Bispo_2022.pdfAvaliacaoParametrosPirolise_Bispo_2022.pdfapplication/pdf1991652https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/52640/1/AvaliacaoParametrosPirolise_Bispo_2022.pdf748692e463638605769490d8807f1c87MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/52640/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81484https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/52640/3/license.txte9597aa2854d128fd968be5edc8a28d9MD53123456789/526402023-07-27 12:09:40.349oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/52640Tk9OLUVYQ0xVU0lWRSBESVNUUklCVVRJT04gTElDRU5TRQoKCkJ5IHNpZ25pbmcgYW5kIGRlbGl2ZXJpbmcgdGhpcyBsaWNlbnNlLCBNci4gKGF1dGhvciBvciBjb3B5cmlnaHQgaG9sZGVyKToKCgphKSBHcmFudHMgdGhlIFVuaXZlcnNpZGFkZSBGZWRlcmFsIFJpbyBHcmFuZGUgZG8gTm9ydGUgdGhlIG5vbi1leGNsdXNpdmUgcmlnaHQgb2YKcmVwcm9kdWNlLCBjb252ZXJ0IChhcyBkZWZpbmVkIGJlbG93KSwgY29tbXVuaWNhdGUgYW5kIC8gb3IKZGlzdHJpYnV0ZSB0aGUgZGVsaXZlcmVkIGRvY3VtZW50IChpbmNsdWRpbmcgYWJzdHJhY3QgLyBhYnN0cmFjdCkgaW4KZGlnaXRhbCBvciBwcmludGVkIGZvcm1hdCBhbmQgaW4gYW55IG1lZGl1bS4KCmIpIERlY2xhcmVzIHRoYXQgdGhlIGRvY3VtZW50IHN1Ym1pdHRlZCBpcyBpdHMgb3JpZ2luYWwgd29yaywgYW5kIHRoYXQKeW91IGhhdmUgdGhlIHJpZ2h0IHRvIGdyYW50IHRoZSByaWdodHMgY29udGFpbmVkIGluIHRoaXMgbGljZW5zZS4gRGVjbGFyZXMKdGhhdCB0aGUgZGVsaXZlcnkgb2YgdGhlIGRvY3VtZW50IGRvZXMgbm90IGluZnJpbmdlLCBhcyBmYXIgYXMgaXQgaXMKdGhlIHJpZ2h0cyBvZiBhbnkgb3RoZXIgcGVyc29uIG9yIGVudGl0eS4KCmMpIElmIHRoZSBkb2N1bWVudCBkZWxpdmVyZWQgY29udGFpbnMgbWF0ZXJpYWwgd2hpY2ggZG9lcyBub3QKcmlnaHRzLCBkZWNsYXJlcyB0aGF0IGl0IGhhcyBvYnRhaW5lZCBhdXRob3JpemF0aW9uIGZyb20gdGhlIGhvbGRlciBvZiB0aGUKY29weXJpZ2h0IHRvIGdyYW50IHRoZSBVbml2ZXJzaWRhZGUgRmVkZXJhbCBkbyBSaW8gR3JhbmRlIGRvIE5vcnRlIHRoZSByaWdodHMgcmVxdWlyZWQgYnkgdGhpcyBsaWNlbnNlLCBhbmQgdGhhdCB0aGlzIG1hdGVyaWFsIHdob3NlIHJpZ2h0cyBhcmUgb2YKdGhpcmQgcGFydGllcyBpcyBjbGVhcmx5IGlkZW50aWZpZWQgYW5kIHJlY29nbml6ZWQgaW4gdGhlIHRleHQgb3IKY29udGVudCBvZiB0aGUgZG9jdW1lbnQgZGVsaXZlcmVkLgoKSWYgdGhlIGRvY3VtZW50IHN1Ym1pdHRlZCBpcyBiYXNlZCBvbiBmdW5kZWQgb3Igc3VwcG9ydGVkIHdvcmsKYnkgYW5vdGhlciBpbnN0aXR1dGlvbiBvdGhlciB0aGFuIHRoZSBVbml2ZXJzaWRhZGUgRmVkZXJhbCBkbyBSaW8gR3JhbmRlIGRvIE5vcnRlLCBkZWNsYXJlcyB0aGF0IGl0IGhhcyBmdWxmaWxsZWQgYW55IG9ibGlnYXRpb25zIHJlcXVpcmVkIGJ5IHRoZSByZXNwZWN0aXZlIGFncmVlbWVudCBvciBhZ3JlZW1lbnQuCgpUaGUgVW5pdmVyc2lkYWRlIEZlZGVyYWwgZG8gUmlvIEdyYW5kZSBkbyBOb3J0ZSB3aWxsIGNsZWFybHkgaWRlbnRpZnkgaXRzIG5hbWUgKHMpIGFzIHRoZSBhdXRob3IgKHMpIG9yIGhvbGRlciAocykgb2YgdGhlIGRvY3VtZW50J3MgcmlnaHRzCmRlbGl2ZXJlZCwgYW5kIHdpbGwgbm90IG1ha2UgYW55IGNoYW5nZXMsIG90aGVyIHRoYW4gdGhvc2UgcGVybWl0dGVkIGJ5CnRoaXMgbGljZW5zZQo=Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2023-07-27T15:09:40Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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