Orientador: Meuris Gurgel Carlos da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-22T00:02:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hayashi_AngelaMitsuyo_M.pdf: 4816864 bytes, checksum: b60728ad82e1ea8c1b140733771c4647 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Os processos de geração de energia, em particular a Combustão em Leito Fluidizado, são responsáveis pela emissão de gases sulfurosos para a atmosfera, gerando sérios problemas ambientais. Visando minimizar estas emissões, têm-se utilizado, durante a combustão, a injeção de sólidos alcalinos, geralmente o caleário, durante a própria queima do combustível fóssil. A eficiência do processo de remoção de S02, através da decomposição térmica do calcário e da reação com o gás, depende principalmente das características do sólido reativo desenvolvido na etapa da calcinação. Os parâmetros físicos que afetam a reatividade do calcário caleinado variam em função das condições operacionais utilizadas no processo. Este trabalho foi desenvolvido em sistema experimental de leito estacionário e avaliou a influência do tipo de calcário, da temperatura de calcinação e do tempo de calcinação através do estudo dos parâmetros físicos tais como Área Específica, Porosidade e Distribuição de Tamanho de Poros do sólido calcinado. Foram utilizados como adsorventes, dois tipos de calcário, o Calcítico e Dolomítico. A calcinação ocorreu à temperatura na faixa entre 850 - 950°C, e tempo de reação de 60 a 180 minutos, de acordo com um planejamento fatorial. Após a caracterização da estrutura física, os sólidos calcinados foram então sulfatados à 850°C e 120 minutos, com o objetivo de avaliar a capacidade de remoção de S02 destes sólidos. Os resultados obtidos pelo planejamento fatorial 23 utilizado neste trabalho mostraram que o tipo de calcário e a temperatura são os fatores mais relevantes à variação da estrutura física do calcinado. No entanto, ao analisar a capacidade de remoção de 802 destes sólidos, observou-se que o tipo de calcário afeta a conversão de forma mais significativa / Abstract: The process of energy generation, in special, the fluidized bed combustion, is responsible for gas emission to the atmosphere, generating serious enviroment problems. With the aim to minimize this emission, it has been used the solid alkaline injection, usually the limestone, during the fossil fuel bum. The efficiency of the S02 removal process, through the limestone thermal decomposition and reaction with the gas, depends, basically, on the characteristics of the reactant solid developed in the calcination step. The physical parameters that affect the calcinated limestone changes with the operational conditions used in the process. This work was developed in a fixed bed experimental system and analyzed the influence of the limestone type, the calcination temperature and the calcination time, by study of calcinated limestone physical parameters such as specific area, porosity andpore size distributiOD.Two types of limestone were used, Calcitic and Dolomitc, like sorbent. The calcination took placed at temperature between 850 - 950°C and reacting times of 60 to 180 minutes, according to a experimental design. After the physical structure characterization, the calcined solids were then sulfated at 850°C and 120minutes, in order to evaluate the capacity of802 removal of these solids. The results obtained from the experimental design used in this work show that the limestone type and the calcination temperature are the most relevant factors in the calcinated physical structure changes. However, when the S02 removal capacity of these solids were analyzed, we observed that the limestone type affects the conversion significantly / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-04-25T17:15:28Z No. of bitstreams: 1 TESE - VERSÃO FINAL.pdf: 4689503 bytes, checksum: c4799e55135511337527c79f7891b204 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-05-12T17:17:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TESE - VERSÃO FINAL.pdf: 4689503 bytes, checksum: c4799e55135511337527c79f7891b204 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-12T17:17:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE - VERSÃO FINAL.pdf: 4689503 bytes, checksum: c4799e55135511337527c79f7891b204 (MD5) / Os óxidos de enxofre, principalmente o SO2, são importantes poluentes atmosféricos que provocam sérios problemas ambientais. O SO2 pode ser produzido a partir de diversas fontes, incluindo fontes naturais. Dentre as fontes antropogênicas, a queima de combustível é responsável por cerca de 80% das emissões de SO2. Por essa razão, com o intuito de promover a melhoria na qualidade do ar, diversos órgãos ambientais desenvolveram programas com legislações específicas para a emissão de SO2. A fim de atender às legislações impostas pelos órgãos de controle ambiental, as indústrias buscaram formas diversificadas de controlar a emissão ou de reduzir a formação de SO2 nos seus processos. Dentre os processos de controle de emissão de SO2 destaca-se o processo de adsorção em que óxidos de metais de transição são aplicados como adsorventes para SO2. Os óxidos de ferro apresentam propriedades importantes que os tornam promissores para o abatimento de SO2 em correntes gasosas. Dessa forma, espinélios de ferro e magnésio dopados com Cu e Al foram preparados pelo método da combustão a fim de obter materiais de dimensões nanométricas. Os difratogramas de raios-X mostraram que para todos os materiais foi formada a fase espinélio, majoritariamente, e, que, os íons alumínio substituem isomorficamente os íons ferro. Porém, os materiais contendo cobre apresentaram fase CuO segregada, confirmado pelas análises de TPR e FTIR estrutural. Os perfis de dessorção termoprogramada de CO2 mostraram que a incorporação de Al promoveu a formação de sítios básicos e a presença de cobre diminui a basicidade do material. Os dados do DRX mostraram que os materiais contendo Al apresentaram diâmetro de cristalito menores resultando em melhores propriedades texturais (área superficial, diâmetro de poro e diâmetro de partícula), enquanto que a presença de cobre apresentou o efeito inverso ao observado para o alumínio. Os testes DeSOx mostraram que os materiais dopados com Al apresentaram melhores desempenhos, principalmente em altas temperaturas. No entanto, os materiais contendo cobre não apresentaram desativação total em nenhuma temperatura analisada, estes resultados estão de acordo com as propriedades ácido-base avaliadas nos perfis de TPD. Os resultados de DRIFTS-in situ evidenciaram que na ausência de oxigênio ocorre a formação de sulfatos e a presença de sulfitos foi observada pelos espectros de FTIR pós-teste. Os ensaios de adsorção na presença de CO e CO2 sugerem que não há uma competição pelos sítios, no entanto, houve deposição de compostos carbonáceos superficiais e formação de magnetita a partir de 500°C, confirmados por termogravimetria. As análises de EPR mostraram a presença de espécie Fe3+–O–Fe3+ de dimensões nanométricas, sugeridos como sítios de adsorção de SO2. O mecanismo proposto sugere que o centro redox para a sulfatação pode ser o átomo de ferro presente na espécie analisada no EPR, evidenciado pela região de oxidação nos ensaios de termogravimetria das amostras testadas. / Sulfur oxides, especially SO2, are important air pollutants causing serious environmental problems. The SO2 can be produced from diverse sources, including natural ones. Among the anthropogenic sources, fuel burning is responsible for about 80% of SO2 emissions. For this reason, several environmental agencies have developed programs with specific legislation for the emission of SO2 to promote improvements in air quality. In order to take account of the legislation imposed by environmental agencies, industries sought diverse ways to control the emission or to reduce SO2 formation in their processes. Among the SO2 emission control processes, it is possible to highlight the adsorption process in which the transition metal oxides are used as SO2 absorbents. The iron oxides have important properties that make them promising for SO2 abatement in gaseous streams. Thus, spinels of iron and magnesium doped with Cu and Al were prepared by combustion method to obtain nanometric materials. The XRD patterns of X-rays show that for all materials was formed mainly a spinel phase and that the aluminum ions isomorphically replace the iron ions, however, the materials containing copper showed segregated CuO phase, which was confirmed by analysis of TPR and FTIR structural. Thermal Programmed desorption profiles of CO2 show that the uptake Al promotes the formation of basic sites and the presence of copper reduces the basicity of the material. The XRD data shows that the materials containing Al have smaller crystallite diameter resulting in better textural properties (surface area, pore diameter and particle diameter), while the presence of copper has the opposite effect to that observed for aluminum. The DeSOx tests showed that the Al-doped materials were better, especially at high temperatures. Though the materials containing copper did not show complete deactivation analyzed in any temperature, these results are consistent with the acid-base properties evaluated in the TPD profiles. In-situ DRIFTS results showed that in the absence of oxygen the formation of sulfates occurs and the sulfites presence were observed by post-test FTIR spectra. The adsorption experiments in the presence of CO and CO2 suggest that there is no competition for the sites, however there was deposition of superficial carbonaceous compounds and formation of magnetite from 500°C that were confirmed by thermogravimetric analysis. EPR analysis showed the presence of species Fe3+–O– Fe3+ in nanometric dimensions that have been suggested as SO2 adsorption sites. The proposed mechanism suggested that the redox center to the sulfatation may be the iron atom presented in the analyzed species in the EPR, which was evidenced by the oxidation region in the thermogravimetric analysis of the samples teste

Orientador: Waldir Antonio Bizzo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-09T18:51:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Codolo_MileneCosta_M.pdf: 1600775 bytes, checksum: 69ec6ddb7de37e176139ccd08583c483 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Este trabalho estuda a absorção de SO2 em uma torre de nebulização contra-corrente. Um estudo experimental foi realizado, a fim de determinar a influencia das variáveis do processo de absorção. As variáveis estudadas foram: velocidade do gás, vazão de líquido, concentração de SO2 no gás na entrada e a relação líquido/gás. Também foi analisada a formação do filme de líquido ao longo da torre, proveniente da colisão das gotas com a parede do equipamento. A análise do filme de líquido foi importante para determinar a vazão das gotas ao longo da torre. Além do estudo experimental foi desenvolvido neste trabalho um modelo para simular a transferência de massa em uma torre de nebulização para remoção de SO2. Foi analisada a transferência de massa tanto nas gotas quanto no filme de líquido. O modelo foi desenvolvido para prever a concentração de SO2 no gás na entrada da torre, pois a concentração de SO2 na saída foi imposta. O modelo mostra a principal área de absorção na torre, a influência do diâmetro da torre, a influência da velocidade da gota na absorção de SO2 e dados do modelo foram comparados com dados experimentais / Abstract: This work studies the absorption of sulfur dioxide in a counter-current spray tower. An experimental study was carried out to analyzer the process parameters of the absorption of sulfur dioxide. The parameters studied were: gas velocity, liquid flow, sulfur dioxide concentrations in the gas feed and liquid/gas rate. It was also analyzed the formation of liquid film, from the collision of drops on the wall tower. The analyzed liquid film was used to determined de liquid flow as drops along the spray tower. Besides an experimental study it was developed in this work a model to simulate the mass transfer in a spray tower to removal sulfur dioxide. Both mass transfer in the drops and mass transfer in the liquid film were analyzed. The model has been developed to predict the SO2 concentrations in the gas feed, therefore the SO2 concentrations in the gas exit was determined. The model shows the main area of absorption, the influence drop diameter, the influence of drop velocity in the absorption of SO2 and data from model were compared with experimental data / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

O presente trabalho apresenta estudos de lesão em biomoléculas (DNA e 2\'-deoxiguanosina) induzida por Cu(III)/tetraglicina (Cu(III)/G4), radicais de óxidos de enxofre (SO3·-, SO4·-, SO5·-), HO· e HSO5-, espécies estas geradas durante a autoxidação de S(IV) na presença de Cu(II)/G4 ou Cu(II) (ausência de tetraglicina) e traços de um segundo íon metálico (Ni(II), Co(II) ou Mn(II)). A formação dos radicais SO3·- e HO· foi detectada pela técnica de ressonância paramagnética eletrônica (EPR). As técnicas de espectrofotometria e dicroísmo circular foram empregadas para avaliar a formação de Cu(III)/G4 em diferentes condições experimentais, na presença e ausência de S(IV), e a interação entre os complexos de cobre (II)/(III) e a molécula de DNA. A eficiência da formação de Cu(III) depende da acidez, concentração de S(IV) e dos tampões utilizados. A lesão no DNA plasmidial pUC19 foi verificada empregando-se a técnica de eletroforese em gel de agarose. A extensão da lesão no DNA depende da acidez, concentração de S(IV), tempo de incubação e da presença de um segundo íon metálico. Usando a técnica de cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) foi possível estudar a oxidação de 2\'-deoxiguanosina a 8-oxo-7,8-dihidro-2\'-deoxiguanosina na presença dos oxidantes fortes gerados durante a autoxidação de S(IV) catalisada por Cu(II)/G4. Um estudo comparativo do efeito de vários íons metálicos evidenciou o sinergismo de Cu(II) e traços de um segundo íon metálico (Ni(II), Co(II) ou Mn(II), complexados ou não com tetraglicina). / The present work presents studies related to biomolecules damage (DNA and 2\'-deoxyguanosine) induced by Cu(III)/tetraglycine (Cu(III)/G4), oxysulfur radicals (SO3·-, SO4·-, SO5·-) and HSO5-, species generated during S(IV) autoxidation in the presence of Cu(II)/G4 or Cu(II) (absence of tetraglycine) and trace level of a second metal ion (Ni(II), Co(II) or Mn(II)). The formation of SO3·- and HO· radicals was detected by electronic paramagnetic resonance technique (EPR). Spectrophotometric and circular dichroism techniques were used to evaluate the Cu(III)/G4 formation in different experimental conditions, in the presence and the absence of S(IV), and the interaction of copper (II)/(III) complexes and DNA molecule. The effectiveness of Cu(III) formation depends on the acidity, S(IV) concentration, and buffers used. The damage on pUC 19 plasmid DNA was verified by agarose gel electrophoresis. The extent on the DNA damage was related to acidity, S(IV) concentration, incubation time and to the presence of a second metal ion. Using the high performance liquid chromatography technique (HPLC) it was possible to study the oxidation of 2\'-deoxyguanosine to 8-oxo-7,8-dihydro-2\'-deoxyguanosine in the presence of strong oxidants generated during the S(IV) autoxidation catalyzed by Cu(II)/G4. A comparative study of the effect of several metal ions showed the synergism of Cu(II) and traces of a second metal ion (Ni(II), Co(II) or Mn(II), as tetraglycine complexes or not).

O presente trabalho apresenta estudos de lesão em biomoléculas (DNA e 2\'-deoxiguanosina) induzida por Cu(III)/tetraglicina (Cu(III)/G4), radicais de óxidos de enxofre (SO3·-, SO4·-, SO5·-), HO· e HSO5-, espécies estas geradas durante a autoxidação de S(IV) na presença de Cu(II)/G4 ou Cu(II) (ausência de tetraglicina) e traços de um segundo íon metálico (Ni(II), Co(II) ou Mn(II)). A formação dos radicais SO3·- e HO· foi detectada pela técnica de ressonância paramagnética eletrônica (EPR). As técnicas de espectrofotometria e dicroísmo circular foram empregadas para avaliar a formação de Cu(III)/G4 em diferentes condições experimentais, na presença e ausência de S(IV), e a interação entre os complexos de cobre (II)/(III) e a molécula de DNA. A eficiência da formação de Cu(III) depende da acidez, concentração de S(IV) e dos tampões utilizados. A lesão no DNA plasmidial pUC19 foi verificada empregando-se a técnica de eletroforese em gel de agarose. A extensão da lesão no DNA depende da acidez, concentração de S(IV), tempo de incubação e da presença de um segundo íon metálico. Usando a técnica de cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) foi possível estudar a oxidação de 2\'-deoxiguanosina a 8-oxo-7,8-dihidro-2\'-deoxiguanosina na presença dos oxidantes fortes gerados durante a autoxidação de S(IV) catalisada por Cu(II)/G4. Um estudo comparativo do efeito de vários íons metálicos evidenciou o sinergismo de Cu(II) e traços de um segundo íon metálico (Ni(II), Co(II) ou Mn(II), complexados ou não com tetraglicina). / The present work presents studies related to biomolecules damage (DNA and 2\'-deoxyguanosine) induced by Cu(III)/tetraglycine (Cu(III)/G4), oxysulfur radicals (SO3·-, SO4·-, SO5·-) and HSO5-, species generated during S(IV) autoxidation in the presence of Cu(II)/G4 or Cu(II) (absence of tetraglycine) and trace level of a second metal ion (Ni(II), Co(II) or Mn(II)). The formation of SO3·- and HO· radicals was detected by electronic paramagnetic resonance technique (EPR). Spectrophotometric and circular dichroism techniques were used to evaluate the Cu(III)/G4 formation in different experimental conditions, in the presence and the absence of S(IV), and the interaction of copper (II)/(III) complexes and DNA molecule. The effectiveness of Cu(III) formation depends on the acidity, S(IV) concentration, and buffers used. The damage on pUC 19 plasmid DNA was verified by agarose gel electrophoresis. The extent on the DNA damage was related to acidity, S(IV) concentration, incubation time and to the presence of a second metal ion. Using the high performance liquid chromatography technique (HPLC) it was possible to study the oxidation of 2\'-deoxyguanosine to 8-oxo-7,8-dihydro-2\'-deoxyguanosine in the presence of strong oxidants generated during the S(IV) autoxidation catalyzed by Cu(II)/G4. A comparative study of the effect of several metal ions showed the synergism of Cu(II) and traces of a second metal ion (Ni(II), Co(II) or Mn(II), as tetraglycine complexes or not).