Submitted by Eduarda Figueiredo (eduarda.ffigueiredo@ufpe.br) on 2015-03-11T15:05:41Z No. of bitstreams: 2 TESE DOUTORADO YANA_2012.pdf: 5122730 bytes, checksum: a798a9fb98cb3241c68deaf639f4bc36 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-11T15:05:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 TESE DOUTORADO YANA_2012.pdf: 5122730 bytes, checksum: a798a9fb98cb3241c68deaf639f4bc36 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-05-04 / Existe uma gama de processos que podem ser empregados no tratamento de compostos orgânicos tóxicos como o fenol presente em efluentes líquidos. Todavia, restrições como alto custo de instalação e tempo de contato relativamente longo devem ser levadas em consideração para a escolha do processo a ser utilizado. Uma nova técnica de tratamento de efluentes contaminados por compostos fenólicos, denominada de tratamento térmico por contato direto (Direct Contact Thermal Treatment - DiCTT), vem atraindo o interesse de vários grupos de pesquisa. O Departamento de Engenharia Química da UFPE possui um protótipo de planta experimental deste processo. O método DiCTT tem como atrativo principal a utilização do gás natural como fonte energética, a capacidade demonstrada de oxidar compostos fenólicos a baixas temperaturas e pressão atmosférica, e sua natureza em empregar uma configuração de reator muito compacta. Nesta pesquisa, foram avaliados os efeitos das variáveis operacionais: vazão de alimentação do efluente líquido, concentração inicial de fenol, a taxa de reciclagem dos gases de combustão, razão molar estequiométrica fenol/peróxido de hidrogênio, vazão do gás natural e excesso do ar. Após estudos preliminares, envolvendo duas etapas (Etapa 1 e Etapa 2) e dois modos operatórios do processo (MO1 e MO2), foi efetuado um planejamento experimental do tipo Delineamento Composto Central Rotacional com fatorial (k) de (23) considerando a taxa de evaporação da fase líquida (inferior à 12%) e a temperatura do efluente líquido (75-790C) (Etapa 3). Com os resultados obtidos, foi realizado um planejamento fatorial (k) completo de (32) para identificação das condições operacionais ótimas do processo, nas faixas de variação estudadas (Etapa 4). As análises envolveram a oxidação termoquímica do fenol e dos seus respectivos intermediários de degradação até a mineralização do composto orgânico e formação de ácidos, com monitoramento das concentrações de fenol e seus intermediários por Cromatografia em fase Líquida de Alta Eficiência, medições do teor de Carbono Orgânico Total com um analisador COT e do potencial hidrogeniônico, com um medidor de pH, respectivamente. Aplicando a superfície de respostas e curvas de contorno com uso do software Statistica versão 8.0, foram identificadas as condições ótimas, nos intervalos de variação estudados, para a degradação do fenol, até 100%, e a conversão de COT, até 40%: vazão de gás natural de 4 m3/h, excesso de ar de 10%, razão molar estequiométrica fenol/peróxido de hidrogênio de 75% e taxa de reciclagem dos gases de combustão de 100%, valores satisfatórios para a degradação do fenol, porém, necessita-se ainda de melhorar as taxas de mineralização. Na etapa final desta pesquisa, foi usada a modelagem via Redes Neurais Artificiais (RNAs), com o software Statistica 8.0 e o módulo “Neural Networks” para predizer os resultados experimentais da degradação do fenol, conversão do COT e da velocidade de degradação do fenol, em função do tempo. Com os resultados obtidos, possibilitou-se concluir que o modelo mais representativo é o Modelo de Regressão e a forma da rede é a Multi Layer Perceptron. Verifica-se ainda que as correlações observadas variaram entre 95,33% até 99,58%, indicando um modelo satisfatório na predição dos resultados experimentais.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:02:53Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo169_1.pdf: 2176692 bytes, checksum: b1bf5479df7062b03657688a97ae4fea (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis / Neste presente trabalho realizaram-se estudos de tratamento de efluentes tóxicos com uso da técnica original de Tratamento Térmico por Contato Direto (DiCTT - Direct Contact Thermal Treatment) numa planta piloto (segunda no mundo), disponível no Departamento de Engenharia Química da UFPE, visando a degradação de compostos orgânicos oriundos de processos industriais, particularmente das refinarias de petróleo, plantas petroquímicas e plataformas petrolíferas. O método DiCTT é baseado no contato direto entre a corrente do efluente líquido contaminado e a chama produzida por um combustor de gás natural contendo radicais livres tais como: HO●, H●, CH3● e CHO●. O contato entre a corrente líquida contaminada e a chama do gás de queima, se dá em um reator vertical possuindo uma ranhura helicoidal distribuída ao longo de sua superfície interna onde o efluente líquido escoa. A taxa de degradação do poluente orgânico, o fenol, foi estudada variando-se os parâmetros operacionais seguintes: vazão volumétrica do AR (excesso), vazão volumétrica do gás natural, razão molar fenol/peróxido e temperatura inicial do efluente. A técnica analítica adotada para acompanhamento da concentração residual do fenol, e identificação de intermediários formados durante a reação, foi a cromatografia líquida de alta resolução (CLAE) e para acompanhamento da redução da carga orgânica contida na fase líquida foi usado o analisador de carbono orgânico total (COT). A variação da acidez do efluente foi determinada através de medidas do potencial hidrogeniônico das amostras coletadas que indicaram a formação de ácidos durante o processo como foi registrado pela redução dos valores do pH ao longo do tempo operacional. Os resultados alcançados neste trabalho mostraram que a completa degradação do fenol e a conversão do COT, foi obtida em um menor tempo de processo para a vazão de 4m3/h e 40% de excesso de AR, confirmando os resultados encontrados por Benali e seus colaboradores (2000 e 2007). Em termos quantitativos a maior conversão do COT (35%) foi alcançada para um excesso de AR de 10% e vazão do efluente de 4m3/h. Procurando-se identificar as condições otimizadas de operação da planta piloto através da tecnologia DiCTT, pretende-se numa próxima etapa quantificar o efeito de outros parâmetros operacionais, tais como: concentração inicial de fenol, vazão volumétrica da fase líquida e composição de misturas de poluentes fenol/tolueno, fenol/isopropanol e fenol/tolueno/isopropanol (efeito sinergético)