Comportamento do sistema NaCI-KCI-H2O em cristalização simultânea.

• Autor(a) principal: Penha, Frederico Marques
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-19092018-074356/
• topic: Cristalização; Elementary crystallisation phenomena; Evaporative crystallisation; Membrane distillation assisted crystallisation; Multicomponent solution; Simultaneous crystallisation; Soluções multicomponente

No que diz respeito às águas residuais industriais, além da elevada frequência direta de efluentes salinos, o tratamento convencional de efluentes aquosos de diferentes tipos de indústria quase sempre resulta em uma solução contendo sais solúveis e insolúveis que podem ter qualidade suficiente para serem descartados em corpos aquosos, mas qualidade insuficiente para permitir a reutilização da água em processos industriais. Para reutilizar a água, visando o descarte zero de líquido, a cristalização se mostrou tecnicamente viável e tem sido utilizada nesta separação. Simultaneamente com a evaporação da água, os sais dissolvidos tornam-se materiais particulados que são subsequentemente separados por filtração ou centrifugação. Contudo, para atender às necessidades modernas da indústria em relação aos tratamentos com efluentes salinos, o processo de cristalização deve mostrar melhorias, especialmente devido à sua importância para atingir as metas de descarga de líquidos. Neste sentido, a cristalização simultânea representa a possibilidade de remover vários compostos em uma única operação de cristalização a partir de uma solução multicomponente. Isso significa que além da purificação da água, essa operação também pode permitir a recuperação dos compostos nos efluentes, que podem ser considerados como matéria-prima, eliminando resíduos - ou dando-lhes a destinação mais adequada. Para isso, é necessário projetar processos para separar os diferentes componentes que compõem as correntes de efluentes salinos e produzir produtos cristalinos com características morfológicas conhecidas. Dessa forma, o presente trabalho visou investigar o comportamento de sistemas ternários em cristalização, utilizando como modelo o sistema NaCl-KCl-H2O no processo de cristalização evaporativa em batelada, no intuito de avaliar a influência dos parâmetros de processo nos cristais formados e de traçar estratégias que possibilitassem o aproveitamento dos sais contidos nos efluentes. Três diferentes rotas de operação foram testadas para avaliar o comportamento dos cristais: uma inicialmente saturada apenas em NaCl, uma inicialmente saturada apenas em KCl e uma já de início saturada em ambos sais. Diferentes taxas de evaporação, tamanhos e teores de sementes foram testados. Verificou-se, de maneira geral, que o controle de dois fenômenos elementares é a chave para contornar os principais obstáculos desse processo: crescimento epitaxial e nucleação secundária. Em determinadas condições foi possível obter o produto das bateladas em distribuições bimodais, com cada pico rico em um dos sais, com purezas superiores a 90 %. Estes produtos, passíveis de separação simultânea dos cristais por composição e tamanho, foram obtidos em condições de supersaturações mais baixas e semeadura de cristais grandes de KCl e pequenos de NaCl. A partir destes resultados, considerando-se a necessidade de desenvolver técnicas de purificação de água menos intensivas em energia e mais favoráveis ao meio ambiente, um sistema de cristalização por membranas (MC) foi testado, utilizando-se o mesmo sistema modelo. O design proposto para MC possibilitou operar com este sistema por tempos superiores a 6 horas, com decaimento do fluxo em torno de 20 %. Contudo, o produto da cristalização simultânea por membranas não apresentou melhorias quanto à segregação.