Produção de carvão ativado a partir da pirólise de vagens de flamboyant (Delonix Regia)

• Autor(a) principal: Silva, Alexandre Cotrin da
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFT
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11612/5934
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS; Carvão ativado; Delonix regia; Vagens de Flamboyant; Ativação física; Pirólise; Activated carbon; Delonix regia; Flamboyant pods; Physical Activation; Pyrolysis

Este trabalho tem como objetivo produzir carvão ativado utilizando vagens de Flamboyant como material precursor. A pesquisa teve as seguintes fases: caracterização da biomassa, pirólise da biomassa e caracterização do carvão ativado. A biomassa foi caracterizada através da análise imediata (umidade, material volátil, cinzas e carbono fixo), análise elementar (carbono, hidrogênio, nitrogênio), análise de materiais lignocelulósicos (celulose, hemicelulose e lignina), análise termogravimétrica (TG) e espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). A pirólise da biomassa aconteceu em um reator de leito fixo com tempo de reação de 30 minutos. Foram estudadas duas variáveis na pirólise da biomassa: (a) temperatura do processo (408, 450, 550, 650 e 691 °C) e (b) taxa de aquecimento do reator (13, 15, 20, 25 e 27 °C/min). O carvão ativado foi caracterizado pelas análises imediata e elementar, número de iodo e análise termogravimétrica. Foi realizado teste de adsorção de azul de metileno com o carvão produzido durante a pesquisa, sendo estudadas duas variáveis: (a) massa de carvão (0,2; 0,4 e 0,6 g) e (b) concentração do corante (20, 60 e 100 mg/L), com tempo de adsorção de 30 minutos. O teor de material volátil e cinzas nas amostras de vagens de Flamboyant foram de 80 e 2,4 %, respectivamente. Os teores médios de celulose, hemicelulose e lignina nas vagens de Flamboyant foram de 27,0; 24,5 e 28,0 %. A relação C/H para as vagens de Flamboyant foi de 7,3. Os dados obtidos durante a pirólise da biomassa indicam que a temperatura do processo teve um coeficiente de regressão negativo (-3,85) para a obtenção do carvão, indicando que o aumento da temperatura de 408 para 691 ºC favorece uma diminuição no rendimento do material. Durante a caracterização do carvão produzido foi observada uma relação C/H igual a 28,3, valor esse aproximadamente 4 vezes maior quando se comparado com a biomassa precursora. Na análise termogravimétrica do carvão ativado foi observado um resíduo final de aproximadamente 73 % detectado na temperatura de 900 oC. Durante o teste de adsorção de azul de metileno utilizando amostra de carvão ativado produzido nesse trabalho de investigação, foram obtidos resultados de eficiência de remoção do corante superiores a 93 %. Para a resposta do planejamento experimental razão de adsorção (Q), a massa do carvão e concentração do corante (ambas com p-valor menor ou igual a 0,05) são variáveis com efeitos estatisticamente significativos na etapa de adsorção. Os dados apresentados mostram que a temperatura do processo de fabricação do carvão interfere no Número de Iodo do material adsorvente. O menor número de iodo observado foi de 110 mgI2/g, sendo o valor de 623 mgI2/g obtido para amostra de carvão produzido a 691 oC