Utilização de zeólitas provenientes das cinzas leves do carvão mineral de Candiota-RS como peneiras moleculares para a desidratação do etanol

• Autor(a) principal: Silva, Lauren Souza da
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNIPAMPA
• Texto Completo: http://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/4621
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS; Cinzas leves; Gaseificação; Gaseificação; Carvão mineral; Zeólitas; Peneiras moleculares; Adsorption; Coal ashes; Hydrothermal treatment; Zeolites

O carvão mineral é um recurso energético brasileiro que possui reservas suficientes para suprir a demanda energética nacional por mais de 100 anos. Cerca de 42,9% das reservas de carvão brasileiro estão localizadas nas jazidas de Candiota, no Rio Grande do Sul. Devido ao baixo poder calorífico (<3200 kcal/kg) e ao alto teor de cinzas (52 a 59%), o carvão mineral não é indicado para combustão direta. A gaseificação desse carvão surge como uma opção atraente, uma vez que permite maior eficiência na conversão em energia elétrica e redução na emissão de compostos sulfurosos e de outros gases nocivos ao meio ambiente. O processo de gaseificação gera produtos como o syngas e cinzas e consiste na reação do carvão com oxigênio subestequiométrico e vapor de água. As cinzas, compostas principalmente por Al e Si, podem ser utilizadas como matéria-prima para a formação de zeólitas. As zeólitas são estruturas cristalinas hidratadas que possuem canais e cavidades uniformes com dimensões regulares. As zeólitas mais comuns são aluminossilicatos, que apresentam uma carga negativa devido à diferença na valência dos átomos de O e Al presentes em sua estrutura. Tais cargas são neutralizadas por cátions de compensação, que comumente são metais alcalinos ou alcalinos terrosos. A presença desses cátions confere às zeólitas sua capacidade de troca catiônica. Além disso, o tamanho de seus poros e a seletividade geométrica permite sua utilização em aplicações do tipo peneiras moleculares. Com base no que foi exposto, este Trabalho de Conclusão de Curso teve como objetivo a síntese de zeólitas utilizando as cinzas leves obtidas do processo de gaseificação do carvão mineral de Candiota/RS, bem como a aplicação do produto obtido como peneira molecular para a separação de etanol/água. O material sintetizado através de DRX foi identificado como zeólita X, com tamanho de poros de 8Ȧ. Com o ajuste de dados de massa específica na curva de calibração das soluções iniciais, notou-se que o material zeolítico, permitiu a permeação do etanol por entre suas cavidades devido ao tamanho de poro ser maior que a molécula do etanol, além de ter tido perda do etanol por evaporação ao meio ambiente devido suas propriedades físicas.