Orientadores: Elizabete Jordão, Wander Luiz Vasconcelos / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-26T17:41:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Neves_CeliadeFigueiredoCordeiro_D.pdf: 6279733 bytes, checksum: 0ef1f876a9ab54c6121a14df07295fd6 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Os processos de separação são normalmente responsáveis pelos maiores custos de produção nas indústrias químicas, petroquímicas e correlatas. A aplicação comercial de processos adsortivos de separação de gases conhecidos como PSA ("Pressure Swing Adsorption"), têm tido uma aceitação crescente na indústria, pois eles são mais eficientes e econômicos do que os processos de separação convencionais, para pequenas e médias capacidades de produção. O objetivo deste trabalho é desenvolver uma instalação de separação de gases por PSA para a produção de ar enriquecido na faixa de 25 a 50 % de oxigênio, para aplicação em processos de combustão e oxidação, e construir um modelo que permita descrever o comportamento do processo, levando em consideração três parâmetros de avaliação: a pureza e recuperação do produto e a produtividade do adsorvente. Para alcançar os objetivos propostos foi projetada e construída uma instalação laboratorial de PSA utilizando um adsorvente à base de zeólita 5A. O sistema de automação e controle da instalação consiste de um controlador lógico programável conectado a um microcomputador via sistema supervisório, e a diversas válvulas solenóides e instrumentos de medição de vazão, pressão, concentração e temperatura. O projeto e a construção da instalação exigiram um grande esforço de pesquisa e estudo, e conduziram à fonnação de uma equipe multidisciplinar com especialistas em áreas como processos, materiais, automação e controle, que muito contribuiu para a consolidação da pesquisa. Através da utilização de um planejamento fatorial de experimentos foi possível obter modelos empíricos satisfatórios para a pureza, recuperação e produtividade em função das condições operacionais, com erros médios variando entre 1 % e 4 %. Os resultados dos experimentos e as simulações realizadas mostraram que a instalação desenvolvida é capaz de produzir ar enriquecido a 43 % O2, com uma recuperação de 50 % e produtividade de 0,06 moI O_g.ciclo. A otimização do processo foi facilitada pela utilização de outro parâmetro de avaliação do processo, denominado capacidade separativa, que utiliza conceitos básicos da teoria de cascatas aplicada a separações isotópicas / Abstract: Separation processes account for the major production costs in chemical, petrochemical and related industries. Commercial pressure swing adsorption processes (the so-called PSA processes) have been intensively applied in industry since they need lower energy and are less costly than conventional separation processes for low to medium production rates. This work aims to develop a gas separation unit by the PSA process to produce oxygen enriched air between 25 % and 50 % to be used in combustion and oxidation processes. Another objective is to build a model of the process by which its performance can be evaluated through three parameters: product purity, product recovery and adsorbent productivity. To reach these objectives a PSA unit of laboratory scale was designed and built, that uses a bed filled with a type 5A-zeolite adsorbent. Instruments for measuring flow rate, pressure, concentration and temperatures and solenoid valves were linked to a programmable logic controller. A computer was used for data acquisition and to control the experimental set-up. Great effort of research and study placed for design and construction of the installation required a multidisciplinary team of specialists in many fields like processes, materials, automation and control, which was very helpful to consolidate the present research. Using a factorial design of experiments it was possible to develop appropriate empirical models for evaluating purity, recovery and productivity against operational conditions, with mean errors varying between I and 4%. The experimental results and executed simulations of the process showed that the PSA unit works properly for production of oxygen enriched air at a purity of 43 %, recovery around 50 % and productivity of 0,06 mol Ozlkg.cic1o. The process was optimized by another parameter, called separative capacity, which uses basic concepts of cascade theory applied to isotope separations / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Edson Tomaz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-02T09:58:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sousa_KellyRobertadePalma_M.pdf: 6232485 bytes, checksum: 500a91b8a73e0a551e7f614d7e182814 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Paulínia, localizada no estado de São Paulo, possui um importante centro industrial, e suas indústrias representam a maior fonte de emissão de compostos orgânicos voláteis (COV) para a atmosfera. Esses compostos podem apresentar efeitos adversos na saúde humana e no meio ambiente, além de exercerem papel importante na formação de oxidantes fotoquímicos, como o ozônio. O estudo desenvolvido representa a primeira experiência em Paulínia para medida e identificação de COV e teve como objetivo principal a caracterização da atmosfera, a partir da identificação dos principais hidrocarbonetos presentes, e da medida de suas concentrações. O trabalho foi realizado em duas etapas, a primeira para identificação dos principais compostos presentes e conhecimento inicial da atmosfera. A segunda parte foi dividida em duas campanhas, sendo a primeira realizada no verão e a segunda nos meses de inverno e início da primavera, ambas tiveram como objetivo medir as concentrações das espécies presentes e avaliar a variação temporal e espacial. Para a caracterização do ar e a medida das concentrações ambientais de uma ampla gama de COV presentes, um método analítico foi empregado, o qual consiste em adsorção dos compostos em resina Tenax TA (específica para hidrocarbonetos), dessorção térmica sem criogenia, separação em cromatografia gasosa empregando coluna capilar, identificação em espectrometria de massa e quantificação com auxílio do detector de ionização em chama (DIC) e calibração externa. Os resultados obtidos nesse estudo identificam os pontos mais críticos dentre os estudados, as principais fontes de contribuição de COV e os principais hidrocarbonetos presentes como sendo o benzeno, n-heptano, tolueno, etilbenzeno, xilenos, isopropilbenzeno e trimetilbenzeno. Os valores de concentração dos COV obtidos durante o período de amostragem variam de muitas ordens de grandeza, dependendo do período do dia e do local, e seus valores encontram-se na faixa de 3,2 a 29 J.1g/m3, 0,9 a 38J.1g/m3, 0,3 a 3,4 J.1g/m3, 0,9 a 49 J.1g/m3, 0,3 a 25,3 J.1g/m3 e 0,3 a 1,7 J.1g/m3 para benzeno, tolueno, etilbenzeno, p+m xileno, isopropilbenzeno e trimetilbenzeno, respectivamente / Abstract: Paulínia, in the São Paulo state, has an important industrial complex and its industries are the major source of voe to atmosphere. These compounds can cause several adverse environmental and health effects and they play an important role in the photochemical oxidants formation, as ozone. The study developed represents the first attempt to identify and mesure ambient voe in Paulínia and it has had as a major objective the atmosphere characterization, with the identification of the main hydrocarbons existents and the measures of the their concentration in the atmosphere. The work was performed in two parts, the first one for identification of the most important voe existents. The second one, divided in two campaigns, one in summer time and another in winter and spring time, both to measuring the voe concentration and to evaluate the spatial and seasonal variation. For the comprehensive characterization of the atmosphere and ambient air concentration measures of a broad spectrum of voe existents, an analytical method was used, consisting in ad~~rption on resin Tenax TA, thermal desorption without criofocusing, capillary gas chromatographic separation, mass spectrography identification and flame ionization detector (FID) for concentration measure. The results of this study show the critica I points among the studied, the main voe sources and the main hydrocarbons existents, being benzene, n­ heptane, toluene, ethylbenzene, xylenes, isopropylbenzene and trimethylbenzene. The values of voe concentration obtained during ali sampling period vary in a wide range depending on the day period and local, this values are in a range of 3,2 a 29 J.1g/m3, 0,9 a 38J.1g/m3, 0,3 a 3,4 J.1g/m3, 0,9 a 49 J.1g/m3, 0,3 a 25,3 J.1g/m3 e 0,3 a 1,7 J.1g/m3 to benzene, toluene, ethylbenzene, p+m xylene, isopropylbenzene e trimethylbenzene, respectively / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Maria Regina Wolf Maciel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-20T17:45:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gomes_LuizGermano_M.pdf: 8634755 bytes, checksum: eb17536ae1c84f4799a90e90cd0cdd74 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: o objetivo deste trabalho é montar uma simulaçao que reproduza as condições operacionais da Unidade de Processamento de Gás Natural, utilizando-a para otimizar energeticamente o processo em uma etapa posterior. Foi utilizado o simulador comercial HYSIM (versao 1.5, maio de 1991) da Hyprotech Ltd, em um microcomputador modelo 386, 640 KB de memória RAM. A unidade simulada pertence à PETROBRÁS (Petróleo Brasileiro S.A) e está montada na cidade de Aracaju, Estado de Sergipe, Brasil. A unidade utiliza o processo de absorçao refrigerada e para ela está sendo feito um estudo de otimização energética, estudo este que passa pela redução do peso molecular do óleo de absorção. A simulaçao foi montada em um único arquivo, simulando 48 equipamentos e 16 válvulas da unidade. Para adaptar os tipos de operaçao oferecidos pelo simulador comercial à realidade dos equipamentos da unidade, foram criados mais 5 equipamentos além das operações de: ajustes, recielos, divisões de fluxo, misturadores de fluxo e operações "SET". A simulação totalizou 84 operações e 116 correntes de fluxo e energia. Foi entao desenvolvida uma metodologia para simulaçao de plantas reais utilizando-se um simulador comercial...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The objective of this work is to make a simulation to be possible to reproduce the operational conditions of the Natural Gas processing Unit, using it later, to optimizate the process energy. The simulations have been made using Hyprotech' simulator HYSIM (version 1.5 , 1991,may), using a microcomputer model 386. The simulated unit belongs to Petrobrás (Brasilian Petroleum Limited Company) and it was builted in Aracaju city, state of Sergipe, Brazil. The unit process is the refrigerated absorption and it has been studied its energetic optimization and the reduction of the absorption oil molecular weight. The simulation has been builted in an unique computer file, that simulates 48 equipments and 16 valves of the process unit. It was created five additional equipments and some adjust, recycle and set operations to adjust the simulator equipments to real equipments. The simulation has 84 operations and 116 streams of mass and energy. Then, it was developed a method to simulate a real plant using a comercial simulator...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

O arseniato de cobre cromatado (CCA) é um dos preservantes mais utilizados em postes de madeira de redes de distribuição de energia elétrica, devido a sua elevada eficiência na preservação da madeira. Os postes de madeira tratada com CCA devem ter uma destinação final adequada, para evitar impactos ao meio ambiente, devido à presença dos metais. A conversão termoquímica (pirólise) pode ser uma alternativa para a destinação final desse resíduo. Neste trabalho, postes de madeira utilizados por 20 anos na rede de distribuição de energia elétrica do Estado do Rio Grande do Sul, fornecidos pela Companhia Paulista de Força e Luz (CPFL), foram seccionados e medida sua concentração de metais. As 2 frações mais internas do poste (ao longo do seu raio) apresentaram menores concentrações de metal (4,00 mg.kg-1 de cobre, 4,19 mg.kg-1 de cromo e 4,72 mg.kg-1 de arsênio) e foram utilizadas para os ensaios de conversão termoquímica (pirólise). As frações sólida, líquida e gasosa foram quantificadas e caracterizadas. O elevado teor de matéria volátil (83,53%, m.m-1 para A23 e 83,23%, m.m-1 para A3) e baixo teor de cinzas (0,62%, m.m-1 para A23 e 0,61 %, m.m-1 para A3) tornam as amostras de madeira tratada com CCA, uma matéria-prima atrativa para o processo termoquímico. O processo de pirólise foi conduzido na ausência de oxigênio à temperatura de 700 ºC, minimizando a liberação de metais e apresentando os seguintes rendimentos: char (25,3 ±1,1%, m.m-1 ); óleo pirolítico (44,2±0,6%, m.m-1 ); gás combustível (30,6±1,7%, m.m-1 ). A concentração máxima de gases não condensáveis (77% vol) provenientes da pirólise de madeira tratada com CCA, bem como o máximo valor de poder calorífico superior do gás combustível (15,32 MJ.Nm-3 ), foram observados na temperatura de 500 ºC. Com o incremento de temperatura (700 ºC) houve uma redução da produção de gases não condensáveis (14% vol), bem como do poder calorífico superior do gás combustível (14,16 MJ.Nm-3 ). Entretanto, com o aumento da temperatura foi observado um aumento da concentração de H2 nos gases não condensáveis. Foi observado que mais de 68% (em massa) dos metais ficam retidos no char, os quais permanecem estáveis à lixiviação, permitindo a utilização segura do char para a obtenção de carvão ativado. O gás gerado apresentou razão molar H2/CO de 6 a 8, favorável à redução de óxidos de ferro em processos de redução da indústria siderúrgica. O char produzido no processo de pirólise foi impregnado com H3PO4 e ativado físicamente na presença de CO2, a temperaturas de 800 e 900 ºC, para a produção de carvão ativado. A temperatura de 900 ºC, isoterma de 240 min e razão de impregnação de H3PO4 de 1:1 foram responsáveis pela formação de um carvão ativado com elevada área superficial (1324 m2 .g-1 ). Com o aumento do tempo de isoterma de 60 a 240 min (900 ºC / Impregnação H3PO4 Razão 2:1) verificou-se o incremento do volume de microporos de diâmetro de 0,3 a 1 nm (0,159 a 0,209 cm3 .g-1 ). O carvão ativado produzido foi avaliado quanto a capacidade de adsorção de CO2 a pressão atmosférica e temperatura de 25 ºC. Os resultados indicaram que as amostras de carvão ativado obtidos da madeira tratada com CCA apresentaram elevada capacidade de adsorção de CO2 variando entre 69 a 83 mg.g-1 . A presença de metais (Cr/Cu) no carvão ativado pode ter contribuído para o aumento da adsorção de CO2. / Universidade de Caixas do Sul, UCS. / Chromated copper arsenate (CCA) is the most used preservative in wooden poles of electricity distribution network, due to its high efficiency in the wood preservation. The CCAtreated wooden poles may be properly disposed to avoid damage to the environment due to the metals. The thermochemical process (pyrolysis) can be an alternative to the disposal of this waste. In this work, CCA-treated wooden poles, in service for 20 years in the electricity distribution network in Rio Grande do Sul, provided by Companhia Paulista de Força e Luz (CPFL), were fractionated and the metal concentration was measured. The samples of the internal sapwood and heartwood presented low metal concentrations (4.00 mg.kg-1 of copper, 4.19 mg.kg-1 of chromium and 4.72 mg.kg-1 of arsenic) and were subject to the pyrolysis. The solid, liquid and gaseous fractions were measured and characterized. The high content of volatile matter (83.53 wt.% to A23 and 83.23 wt.% to A3) and low ash content (0.62 wt.% to A23 and 0.61 wt.% to A3) make the samples of CCA- treated wood an attractive raw material for thermochemical process. The pyrolysis process was conducted in the absence of oxygen at 700 ºC to minimize the metal release and presenting mass fractions with the following yields: char (25.3±1.1 wt.%), pyrolytic oil (44,2±0.6 wt.%) and gas fuel (30.6±1,7 wt.%). The maximum concentration of non-condensable gas (77 vol%) from the pyrolysis of CCA-treated wood and the maximum high heating value of the fuel gas (15.32 MJ.N-1m-3 ) were observed in temperature of 500 ºC. With temperature increasing (700 oC) the generation of non-condensable gases (14 vol%) and the high heating value of the fuel gas (14.16 MJ.N-1m-3 ) were reduced. However, with temperature increasing the concentration H2 increased. Most than 68 wt.% of metals are retained in the char. It is possible to use of the activated carbon from char due resistance to leaching. The gas generated presented a molar ratio H2/CO of 6 to 8 is favorable to the iron oxide reduction in reduction process in steel industry. The char produced from the pyrolysis process was impregnated with H3PO4 and physically activated in the presence of CO2 at temperatures of 800 to 900 ºC for activated carbon production. The temperature of 900 oC, isotherm of 240 min and 1:1 impregnation H3PO4 were responsible to formation of an activated carbon with a high surface area (1324 m2 .g -1 ). With the increased of time isotherm of 60 to 240 min (900 ºC / 2:1 impregnation H3PO4) there was obtained increased microporous volume with 0.3 a 1 nm diameter (0.159 to 0.209 cm3 .g-1 ). The activated carbon produced was evaluated in CO2 adsorption assays at atmospheric pressure and 25 oC. The results indicated that the activated carbons obtained from the CCA-treated wood showed high CO2 adsorption capacity ranging 69-83 mg.g -1 . The presence of metals (Cr/Cu) can be contributed to the high CO2 adsorption.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2013-05-10T22:14:28Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AbsorcaoGasesQueima.pdf: 3467656 bytes, checksum: 26e9491cc2fc3f0a42027ee935e5453b (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2013-05-20T12:44:47Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AbsorcaoGasesQueima.pdf: 3467656 bytes, checksum: 26e9491cc2fc3f0a42027ee935e5453b (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-20T12:44:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AbsorcaoGasesQueima.pdf: 3467656 bytes, checksum: 26e9491cc2fc3f0a42027ee935e5453b (MD5) Previous issue date: 2013 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A produção de alumina pelo processo Bayer produz de 1 a 3 toneladas de resíduo por tonelada de alumínio. Esse resíduo é denominado lama vermelha, composto de minerais não solúveis em hidróxido de sódio concentrado, como hematita e outros óxidos férreos, quartzo e óxidos de titânio. A lama vermelha possui em sua composição variados teores de NaOH, dependendo especificamente da planta industrial utilizada. A proposta desse trabalho é avaliar o processo de absorção de gases provenientes de uma caldeira em contracorrente com uma suspensão de lama vermelha a 27%, em torre spray e em torre de recheio estruturado. Foram realizados experimentos variando-se o tipo de torre de absorção, temperatura da fase líquida e teor de sólidos na fase líquida para avaliar a redução do teor dos gases de combustão na saída da torre de absorção e a variação do pH de acordo com o tempo de operação, para que fosse possível identificar o tempo necessário para que ocorra a neutralização da lama vermelha, bem como a redução no teor de dióxido de carbono, para isso foram realizadas medições dos teores de gases na entrada e na saída da torre de recheio estruturado, bem como medições de temperatura e pH. A absorção de CO2 presente no gás de combustão pela suspensão de lama vermelha se dá pelo processo da carbonatação, no qual o gás reage com o NaOH presente na lama vermelha, sendo a água o catalisador. Os resultados obtidos após os experimentos foram satisfatórios, e concluiu-se que o processo realizado nas torres de absorção é eficiente para a diminuição do pH da lama vermelha e a redução do teor de CO2 liberado para a atmosfera, promovendo um ganho duplo para o meio ambiente. / The production of alumina from the Bayer process produces 1-3 tons of waste per ton of aluminum. This residue is known red mud, compound of minerals insoluble in concentrated sodium hydroxide, hematite and other iron oxides, quartz and titanium oxides. The red mud has in its composition varied levels of NaOH, depending on the specific industrial plant used. The purpose of this study is to evaluate the process of absorption of gases from a boiler countercurrent with a suspension of red mud, in a spray tower and a packed column. Experiments were performed varying the type of absorption tower, temperature of the liquid phase and solids content in liquid phase to evaluate the reduction in content of gases of combustion in the output of absorption tower and pH variation with time of operation, it was possible to identify the time required for the occurrence of red mud neutralization, and also a reduction in the content of carbon dioxide, thereunto were performed measurements of the concentrations of gasesin the input and output packed column, and also measurements of temperature and pH. The absorption of CO2 existing in the gases of combustion for suspension of red mud occurs by the carbonation process, where the gas reacts with NaOH present in red mud, with water as catalyst. The results obtained after the experiments were satisfactory, and it was concluded that the process performed in absorption towers is efficient for pH reduction of red mud and reducing the content of CO2freed to atmosphere, providing a double profit for the environment.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2013-05-10T22:15:22Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AbsorcaoDioxidoCarbono.pdf: 5740409 bytes, checksum: a57a9bfc61acf2179e3c32f4ee1816b9 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2013-05-20T13:37:34Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AbsorcaoDioxidoCarbono.pdf: 5740409 bytes, checksum: a57a9bfc61acf2179e3c32f4ee1816b9 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-20T13:37:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AbsorcaoDioxidoCarbono.pdf: 5740409 bytes, checksum: a57a9bfc61acf2179e3c32f4ee1816b9 (MD5) Previous issue date: 2013 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Um dos problemas ambientais mais discutidos atualmente no cenário mundial são o aquecimento global e suas implicações. Apesar de o efeito estufa ser um fenômeno natural, o aumento nas emissões de gases como o CO2 proveniente do processo de combustão, pode favorecer o seu agravamento. Seguindo essa vertente, existe o interesse na realização de pesquisas para minimizar a liberação deste gás na atmosfera. Este trabalho, tem por finalidade estudar o processo de absorção do dióxido de carbono pela fase aquosa do resíduo de bauxita (soda e íons dissolvidos em solução) em torre de aspersão e em torre de selas randômicas (ambas em escala piloto), bem como verificar a alteração do pH nesse processo de absorção para ambas as torres. Avaliar a alteração do pH e a capacidade de absorção do CO2, considerando as seguintes variáveis: O tipo de torre de absorção, o uso do sobrenadante como meio absorvente e o uso da suspensão aquecida por resistências. Os resultados mostraram que a suspensão do resíduo de bauxita absorveu quantidade significativa de CO2, tanto na torre de aspersão quanto na torre de selas. A taxa de absorção média ficou em torno de 8,42% para a torre de aspersão e 9,34% para a torre de selas. A capacidade de carbonatação da suspensão à 27%-p ficou em torno de 33,3 Kg CO2 por tonelada de resíduo e houve uma redução substancial da alcalinidade do resíduo através da reação com os efluentes gasosos, com uma diminuição média de 4,0 e 3,5 unidades de pH para a torre de selas e de aspersão respectivamente. / One of the most discussed environmental problems on the world scene today is global warming and its implications. Although the greenhouse effect is a natural phenomenon, the increase in emissions of gases such as CO2 from the combustion process may favor its aggravation. Following this line, there is interest in conducting research to minimize the release of this gas in the atmosphere. This work aims to study the process of absorption of carbon dioxide by aqueous phase of bauxite residue (soda and dissolved ions in solution) in spray tower and tower saddles random (both pilot scale), as well as check the pH change in this absorption process to both towers. Evaluate pH change and CO2 absorption capacity by considering the following variables: the type of absorption tower, using the supernatant as the absorbent means and the use of the suspension heated by resistances. The results showed that the suspension of bauxite residue absorbed significant amount of CO2, both the spray tower as the tower saddles. The average absorption rate was around 8.42% for the spray tower and 9.34% for the tower saddles. The ability carbonating the suspension of 27%-p was about 33.3 kg CO2 per tonne of waste and there was a substantial reduction of the alkalinity of the residue by reaction with gaseous effluents with a mean decrease of 4.0 and 3.5 pH units for the tower saddles and sprinkler respectively.

A major problem of our time is the environmental impact and socio-economic consequences of greenhouse gases, caused mainly by burning fossil fuels. In this context, hybrid porous materials known as MOFs have been investigated both experimentally and computationally for CO2 adsorption, among many other applications. The large number of atoms, however, is an obstacle to computationally expensive methods. This work evaluates the performance of semi-empirical quantum methods (usually applied only to treat organic and biological compounds) in the description of CO2 adsorption process for IRMOF-74 series. The AM1, PM3 PM6 and PM7 methods were used in the description of 72 structures, and the impact of MOZYME algorithm in calculation was also evaluated. Chemical and geometrical properties of the system were estimated considering the presence or absence of water in the structure, variations in CO2 concentration in the unit cell, primary and secondary sites occupancy, and different metal ions in the structure. The results were compared with experimental data and computational estimates obtained by DFT, emphasizing the importance of correction for dispersion forces in energy calculations. The presence of open-shell metal ions affect the calculations, but PM6 and PM7 methods are able to reproduce the geometric structure of MOFs, found that the presence of water hinders CO2 adsorption, detected the primary and secondary adsorption sites, providing estimates for the binding energy comparable to that of the most widespread computational methods and in agreement with experimental data. / Um grande problema da atualidade é o impacto ambiental e as consequências socioeconômicas decorrentes da emissão de gases, causada principalmente pela queima de combustíveis fósseis. Nesse contexto, os materiais porosos híbridos conhecidos como MOFs têm sido estudados tanto experimentalmente quanto computacionalmente para adsorção de CO2, dentre várias outras aplicações. O grande número de átomos, no entanto, é um obstáculo para métodos custosos computacionalmente. Este trabalho avalia o desempenho de métodos semiempíricos (geralmente utilizados apenas para tratar compostos orgânicos e biológicos) na descrição do processo de adsorção de CO2 pela série IRMOF-74. Os métodos AM1, PM3, PM6 e PM7 foram utilizados na descrição de até 72 estruturas, avaliando também o impacto do algoritmo MOZYME nos cálculos. Foram estimadas propriedades químicas e geométricas do sistema considerando a presença ou ausência de água na estrutura, variações na quantidade de CO2 na célula unitária, ocupação de sítios primários e secundários, e diferentes íons metálicos na estrutura. Os resultados foram comparados com dados experimentais e com estimativas computacionais obtidas por DFT, enfatizando a importância de correções para forças de dispersão nos cálculos de energia. A presença de íons metálicos com camada incompleta prejudica os cálculos, porém os métodos PM6 e PM7 reproduziram bem a estrutura cristalográfica das MOFs, identificaram que a presença de água dificulta a adsorção de CO2, detectaram os sítios de adsorção primário e secundário, obtendo estimativas para a energia de ligação comparáveis às dos métodos computacionais mais difundidos e em concordância com dados experimentais.