Submitted by Fernanda Rodrigues de Lima (fernanda.rlima@ufpe.br) on 2018-08-03T20:08:34Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Vírginia Maria da Silva Melo.pdf: 2695725 bytes, checksum: 6574d154a3c6f0dadc885765ed249b29 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-08-09T20:37:02Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Vírginia Maria da Silva Melo.pdf: 2695725 bytes, checksum: 6574d154a3c6f0dadc885765ed249b29 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-09T20:37:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Vírginia Maria da Silva Melo.pdf: 2695725 bytes, checksum: 6574d154a3c6f0dadc885765ed249b29 (MD5) Previous issue date: 2017-02-21 / A pesquisa envolveu o estudo hidrodinâmico e de transferência de massa em uma coluna de borbulhamento/recheada, em escala laboratorial, com 11 x 10⁻² m de diâmetro interno e 43 x 10⁻² m de altura, com a fase líquida fechada e a fase gasosa (ar) aberta ascendente em diferentes velocidades superficiais. Procurou-se identificar as condições operacionais ótimas para o sequestro de CO₂ do biogás com uso de água pura (destilada) e soluções alcalinas de hidróxido de sódio (NaOH 0,50M). A coluna de borbulhamento foi confeccionada em material acrílico transparente, operando à temperatura ambiente (27ºC) e à pressão atmosférica. Foram adicionados ao contactor Gás/Líquido recheios cilíndricos do tipo eletroduto PVC flexível corrugado com diâmetro interno de 16 x 10⁻³ m, 20 x 10⁻³ m de diâmetro externo e altura de 12 x 10⁻³ m, para avaliar os seus efeitos sobre a hidrodinâmica, a transferência de massa Gás/Líquido e as capacidades de sequestro de CO₂ em condições operacionais idênticas ao da coluna de borbulhamento. A retenção gasosa foi estimada por medição da altura dispersão ar/água e da água pura. O coeficiente volumétrico de transferência de massa Gás/Líquido, lado líquido, kʟa, foi determinado empregando-se a técnica de oxigenação dinâmica, com uma sonda tipo WD-35640-50 de tempo de resposta de 50s. As capacidades de absorção do CO₂ na coluna de borbulhamento/recheada foi avaliada mediante o acompanhamento via cromatógrafo à gás Modelo Trace GC Ultra, da concentração do dióxido de carbono na saída da fase gasosa. As velocidades superficiais de ar utilizadas foram 7 x 10⁻⁴ m.s⁻¹ e 22 x 10⁻⁴ m.s-⁻¹ (27°C e 1,0 atm) correspondendo a vazão de gás de 25 L.h⁻¹ (6,94 x 10⁻⁶ m3.s⁻¹) e 75 L.h⁻¹ (2,08 x 10⁻⁵ m3.s⁻¹), respectivamente. Evidenciou-se que com a velocidade de ar de 22 x 10⁻⁴ m.s⁻¹ (a maior) e com a coluna completamente recheada, foi obtido o maior valor do kʟa que foi de 70 x 10⁻⁴ s⁻¹. Observou-se que a saturação de líquido pelo CO₂ é mais rápida com o aumento da velocidade superficial do gás e em colunas recheadas do que em colunas de borbulhamento. Isto se deve principalmente aos altos valores de kʟa obtidos conforme a natureza dos contactores Gás/Líquido empregados, sendo sem (água pura destilada) ou com reação química usando soluções alcalinas de NaOH (0,5M). / The present work involves the hydrodynamic and mass transfer study in a bubble column / packed, in laboratory scale, 11 x 10⁻² m internal diameter and 43 x 10⁻² m high, with a closed liquid phase and the phase gas (air) opened upward with different surface speeds. We sought to identify the optimal operating conditions for biogas CO₂ sequestration with the use of pure water (distilled) and alkaline solutions of sodium hydroxide (NaOH 0.5M). The bubble column was made of transparent acrylic material, operating at room temperature (27 °C) and atmospheric pressure. They were added to the contactor Gas / Liquid fillings cylindrical conduit type of flexible PVC corrugated with an internal diameter of 16 x 10⁻³ m, outer diameter of 20 x 10⁻³ m and height of 12 x 10⁻³ m, to evaluate its effects on hydrodynamics, transfer bulk Gas / Liquid and CO₂ sequestration capacities in operating conditions identical to the bubble column. The gas retention was estimated by measuring the time dispersion air / water and pure water. The volumetric mass transfer coefficient of Gas/Liquid, liquid side, kL was determined using the dynamic oxygenation technique with WD-35640-50 type probe, 50s response time. The CO₂ absorption capacity of the bubbling / packed column were assessed by monitoring via two gas chromatographs and model such as Trace GC Ultra, the carbon dioxide concentration in the exit gas phase. The superficial air velocities used were 7 x 10⁻⁴ m.s⁻¹ and 22 x 10⁻⁴ m.s⁻¹ (27 °C and 1.0 atm) corresponding to gas flow of 25 L.h⁻¹ (6,94 x 10⁻⁶ m3.s⁻¹) and 75 L.h⁻¹ (2,08 x 10⁻⁵ m3.s⁻¹), respectively. It is evident that with the air speed of 22 x 10⁻⁴ m.s⁻¹ (the highest) and with a fully packed column, there was obtained the greatest value of kʟa, which was 70 x 10⁻⁴ s⁻¹. It is observed that the saturation of the liquid CO₂ is faster with increasing gas superficial velocity, and columns packed than in bubble columns. This is mainly due to the high kʟa values obtained according to the nature of the contactors Gas/Liquid employees, and without (pure distilled water) or chemical reaction using alkaline solutions of NaOH (0.5M).

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GeraldineASN.pdf: 1064448 bytes, checksum: e84e59e89db44381c1e32c94012cfe01 (MD5) Previous issue date: 2007-10-11 / During natural gas processing, water removal is considered as a fundamental step in that combination of hydrocarbons and water favors the formation of hydrates. The gas produced in the Potiguar Basin (Brazil) presents high water content (approximately 15000 ppm) and its dehydration is achieved via absorption and adsorption operations. This process is carried out at the Gas Treatment Unit (GTU) in Guamar? (GMR), in the State of Rio Grande do Norte. However, it is a costly process, which does not provide satisfactory results when water contents as low as 0.5 ppm are required as the exit of the GTU. In view of this, microemulsions research is regarded as an alternative to natural gas dehydration activities. Microemulsions can be used as desiccant fluids because of their unique proprieties, namely solubilization enhancement, reduction in interfacial tensions and large interfacial area between continuous and dispersed phases. These are actually important parameters to ensure the efficiency of an absorption column. In this work, the formulation of the desiccant fluid was determined via phases diagram construction, employing there nonionic surfactants (RDG 60, UNTL L60 and AMD 60) and a nonpolar fluid provided by Petrobras GMR (Brazil) typically comprising low-molecular weight liquid hydrocarbons ( a solvent commonly know as aguarr?s ). From the array of phases diagrams built, four representative formulations have been selected for providing better results: 30% RDG 60-70% aguarr?s; 15% RDG 60-15% AMD 60-70% aguarr?s, 30% UNTL L60-70% aguarr?s, 15% UNTL L60-15% AMD 60-70% aguarr?s. Since commercial natural gas is already processed, and therefore dehydrated, it was necessary to moister some sample prior to all assays. It was then allowed to cool down to 13?C and interacted with wet 8-12 mesh 4A molecular sieve, thus enabling the generation of gas samples with water content (approximately 15000 ppm). The determination of the equilibrium curves was performed based on the dynamic method, which stagnated liquid phase and gas phase at a flow rate of 200 mL min-1. The hydrodynamic study was done with the aim of established the pressure drop and dynamic liquid hold-up. This investigation allowed are to set the working flow rates at 840 mL min-1 for the gas phase and 600 mLmin-1 for the liquid phase. The mass transfer study indicated that the system formed by UNTL L60- turpentine-natural gas the highest value of NUT / No processamento do g?s natural, a remo??o da ?gua representa uma etapa fundamental, pois a combina??o de hidrocarboneto e ?gua propicia a forma??o de hidratos. O g?s produzido na Bacia Potiguar apresenta altos teores de ?gua (aproximadamente de 15000 ppmv) e para sua desidrata??o s?o utilizados processos de absor??o e adsor??o. Estes processos s?o utilizados na Unidade de Tratamento de G?s (UTG) em Guamar? (GMR), RN. S?o considerados onerosos e n?o oferecem bons resultados quando se deseja obter um teor m?ximo de 0,5 ppm de ?gua na jusante da UTG. Dentro deste contexto, a pesquisa na ?rea das microemuls?es surge como alternativa para que sua utiliza??o como l?quido dessecante em um processo de absor??o desidrate o g?s natural. As microemuls?es foram escolhidas por possu?rem alta capacidade de solubiliza??o, redu??o da tens?o interfacial e grande ?rea interfacial entre as fases cont?nua e dispersa, par?metros importantes para garantir a efici?ncia de uma coluna de absor??o. Para a formula??o do l?quido dessecante foram constru?dos diagramas de fases com tr?s tensoativos n?o-i?nicos (RDG 60, UNTL L60 e AMD 60), e aguarr?s (Petrobras-GMR). Diante dos diagramas constru?dos foram utilizados quatro formula??es sendo elas: 30% RDG 60-70% aguarr?s; 15%RDG 60-15%AMD 60-70% aguarr?s; 30% UNTL L60-70% aguarr?s; 15%UNTL L60-15%AMD 60-70% aguarr?s. Como o g?s natural comercializado ? processado, foi necess?rio umidific?-lo, e para isto ele foi submetido a resfriamento (13?C), utilizando peneira molecular 4A de 8 a 12 mesh ?mida, e assim obter elevada concentra??o de ?gua (aproximadamente 15000 ppm). A determina??o das curvas de equil?brio foi realizada com base no m?todo din?mico, estando a fase l?quida estagnada e fase gasosa com vaz?o de 200mL/min. O estudo hidrodin?mico foi realizado para determinar a queda de press?o e determina??o do hold-up l?quido din?mico, que determinou que as vaz?es de trabalho deveriam ser 840 mL/min para a fase gasosa e 600 mL/min para a fase l?quida. O estudo da transfer?ncia de massa indicou que o sistema formado por UNTL L60-Aguarr?s-G?s Natural apresentou o maior valor de NUT. Com base nos valores calculados para o AUT dos sistemas, foi poss?vel observar que todos precisam da maior altura de coluna. Com rela??o ao coeficiente global de transfer?ncia de massa, todos os sistemas apresentaram valores pr?ximos, com exce??o do sistema UNTL L60-Aguarr?s-G?s Natural que, dentre os sistemas, ? o que necessita de uma altura maior na coluna. Dentre as quatro formula??es, os sistemas com a presen?a de AMD 60 apresentaram os maiores valores de coeficiente global de transfer?ncia e efici?ncia, o que mais uma vez comprova a maior solubiliza??o da ?gua em presen?a da mistura de tensoativos