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Estudo da captura de CO2 utilizando adsorventes modificados via simulaÃÃo molecular / Study of CO2 capture using adsorbents modified by molecular simulationAdriano Erique de Oliveira Lima 30 July 2012 (has links)
nÃo hà / Os altos nÃveis de emissÃo de CO2 neste Ãltimo sÃculo tÃm gerado alerta e preocupaÃÃo Ãs autoridades a nÃvel mundial. Incentivos para desenvolver tecnologias de captura e armazenamento de CO2 ganham destaque nesse cenÃrio. Dentre as alternativas viÃveis para captura do referido gÃs està o processo de adsorÃÃo. A literatura à vasta nos estudos experimentais de adsorÃÃo de CO2 em diversos materiais impregnados, entretanto poucos trabalhos se dedicam ao entendimento dos fenÃmenos em nÃvel atÃmico. O presente estudo objetiva investigar a adsorÃÃo de CO2 em faujasitas do tipo X e carbonos ativados impregnados com monoetanolamina (MEA), mediante o uso de simulaÃÃo molecular. Para isso, modelos de MEA, CO2, faujasita e carbono ativado foram elaborados. Para a faujasita, construiu-se a estrutura com base nos dados cristalogrÃficos reportados na literatura. No carbono ativado, os poros foram representados pelo modelo de placas paralelas de grafeno e realizou-se o estudo em trÃs tamanhos caracterÃsticos (8,9, 18,5, 30,9 Ã) de modo a representar distintas regiÃes de adsorÃÃo e tambÃm permitir correlacionar dados com o carvÃo comercial WV-1050. A molÃcula de CO2 foi construÃda com os modelos de 3 centros (ensaios em faujasitas) e de 1 centro (ensaios em carbonos ativados). Os adsorventes foram carregados com quantidades crescentes de MEA e o impacto desta adiÃÃo foi avaliado atravÃs do levantamento de novas isotermas de CO2 utilizando-se o mÃtodo de Monte Carlo no ensemble Grande CanÃnico (GCMC). Com o modelo proposto faujasita/MEA/CO2, foi possÃvel reproduzir a tendÃncia experimental de reduÃÃo de adsorÃÃo de CO2 com aumento da concentraÃÃo de MEA, em concordÃncia com resultados experimentais apresentados na literatura. Em carbonos ativados, observou-se que os valores de CO2 adsorvidos a alta pressÃo (acima de 4 bar) sempre decaÃam com o carregamento de MEA para ambos os poros, como foi evidenciado experimentalmente em carbonos reais. No entanto, a simulaÃÃo revelou que as quantidades adsorvidas a baixa pressÃo (abaixo de 1 bar) sÃo maiores quando se adiciona monoetanolamina ao material carbonoso. Os resultados, com base nas tÃcnicas aplicadas nesse estudo, indicam que os sistemas NaX e carbono ativado modificados com MEA sÃo pouco viÃveis para captura de CO2 no que diz respeito ao critÃrio isolado de capacidade de adsorÃÃo / The high levels of CO2 emissions over the last century have generated concern and alert worldwide. Incentives to promote technologies for CO2 capture and storage are highlighted in this situation. Among the viable alternatives to capture that gas is the adsorption process. The literature contains many experimental studies of CO2 adsorption in various impregnated materials, despite that, few papers are devoted to the understanding of such phenomena at the atomic level. This study investigates the CO2 adsorption in X-faujasites and activated carbons impregnated with monoethanolamine (MEA) using molecular simulation. Thus, models of MEA, CO2, faujasite and activated carbon were proposed. For faujasite, the structure was modeled based on the crystallographic data reported in the literature. For activated carbon, the pores were represented by the slit pores model of graphene and the study was conducted in three pore sizes (8.9, 18.5, 30.9 Ã) to represent different regions of the adsorption and also allow for data correlation with the commercial activated carbon WV-1050. The CO2 molecule was modeled in the three-centers (faujasites tests) and one-center (carbons tests) models. The adsorbents were loaded with increasing amounts of monoethanolamine and the impact of this addition was evaluated through a set of simulated CO2 isotherms using the Grand Canonical Monte Carlo (GCMC) method. With the model faujasite/MEA/CO2, it was possible to reproduce the decreasing experimental CO2 adsorption with increased MEA concentration. In carbons, it was observed that the values of adsorbed CO2 at high pressure (above 4 bar) always decrease with MEA increasing loadings for both pores, as verified experimentally in real carbons. However, the simulation has shown that the amount adsorbed at low pressures (below 1 bar) is enhanced with monoethanolamine concentration in carbonaceous material. These results, considering the techniques used in this study, indicate that the activated carbon and NaX systems modified with monoethanolamine are unfeasible for capturing CO2 if adsorption capacity is the only criterion to take into account
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RemoÃÃo de corantes tÃxteis utilizando adsorventes nanoporosos. / Removal textile dyes using adsorbentes nanoporousJosà EurÃnio de Aguiar 11 July 2012 (has links)
CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Os corantes sintÃticos sÃo um dos poluentes mais comuns e frequentemente encontrados na indÃstria tÃxtil. A destinaÃÃo de esgoto contendo corantes para corpos de Ãgua à extremamente importante do ponto de vista ambiental, jà que mesmo em baixas concentraÃÃes os corantes podem ser altamente tÃxicos para sistemas aquÃticos. A elevada toxicidade à um dos grandes problemas de Ãguas residuais contendo corantes. Este estudo examinou como adsorventes nanoporosos trÃs materiais sendo um HidrÃxido Duplo Lamelar (HDL â Mg/Al), uma argila pilarizada (Al-PILC) e um carbono ativado comercial (GAC-Norit 1240) avaliando seus comportamentos na remoÃÃo dos corantes Reativo Preto 5 (RP5), Azul de Metileno (AM) e Ãcido Azul 25 (AA25). Os materiais baseados em argilas naturais e sintetizadas em laboratÃrio, assim como o carbono ativado, foram caracterizados por difraÃÃo de raios X, BET e FTIR, a fim de se obter informaÃÃo sobre suas caracteristicas estruturais e texturais. Experimentos em batelada utilizando um sistema de tanques agitados foram realizados para averiguar o efeito do pH do meio, da concentraÃÃo inicial de corante, do tempo de contato e da forÃa iÃnica do meio na adsorÃÃo dos corantes. Para o sistema de tanques agitados foram utilizados um agitador rotatÃrio orbital e tubos de acrÃlico contendo 20 mL de soluÃÃes de corantes em contato com 0,015 g dos adsorventes. As concentraÃÃes de equilÃbrio de cada corante foram determinadas em espectrofotÃmetro UV/Vis. A fim de descrever o comportamento das isotermas de adsorÃÃo, os dados de equilÃbrio foram correlacionados com o modelo de Langmuir (L). A contribuiÃÃo dos parÃmetros de transferÃncia de massa na cinÃtica de adsorÃÃo dos corantes RP5, AA25 e AM em carbono ativado tambÃm foi investigada. Estes dados fundamentais forneceram uma melhor compreensÃo dos mecanismos de transferÃncia de massa e dinÃmica difusional do sistema. O comportamento do pH e da forÃa iÃnica do meio foi de suma importÃncia para o entendimento dos processos de adsorÃÃo nos respectivos materiais para cada corante analisado. O pH das soluÃÃes aquosas foi bastante diferenciado, o qual foi dependente das caracterÃsitcas aniÃnicas e catiÃnicas dos materiais e dos corantes. De acordo com a anÃlise estatÃstica, o modelo de Langmuir foi adequado para representar os dados de adsorÃÃo dos corantes comprovado pela combinaÃÃo das constantes de ligaÃÃo do modelo, evidenciando uma forte interaÃÃo adsorvente-adsorbato. Pode-se notar que as cinÃticas de adsorÃÃo de corantes seguem um comportamento semelhante, com uma queda brusca da concentraÃÃo inicial de corante no sobrenadante nos primeiros momentos de contato, atingindo o equilÃbrio em aproximadamente 60 minutos, do que se pode inferir uma difusÃo molecular intrapartÃcula. As quantidades adsorvidas dos trÃs materiais indicaram um melhor desempenho obtido para o carbono ativado. / Synthetic dyes are one of the most common pollutants and often found in the textile industry. The disposal of wastewater containing dyes on water bodies is extremely important from an environmental standpoint, since the dyes even at low concentrations can be highly toxic to aquatic systems. The high stability and toxicity are the major problem in the treatment of wastewater containing dyes. This study examined three nanoporous adsorbents materials: a lamellar double hydroxide (LDH-Mg/Al), pillared clay (Al-PILC) and a commercial activated carbon (Norit GAC-1240), assessing hair performance in the removal of dyes Reactive Black 5 (RB5), Methylene Blue (MB) and Acid Blue 25 (AB25) used in the textile industry. The materials based on natural clays synthesized in the laboratory, and activated carbons were characterized by XRD, BET and FTIR, in order to obtain information about their structural and textural characteristics. Experiments using a batch stirred tank system were performed to investigate the effect of pH, the initial concentration of dye, contact time and ionic strength through adsorption of the dyes. For the system of stirred tanks a rotary shaker and acrylic tubes were used containing 20 mL of dye solutions in contact with 0.015 g of adsorbent. The equilibrium concentration of each dye was determined with a spectrophotometer UV/Vis. In order to describe the behavior of adsorption isotherms, the equilibrium data were correlated with the Langmuir model (L). The contribution of mass transfer parameters on the kinetics of adsorption of dyes RP5, AB25 and MB on activated carbon was also investigated. These data provide a basic understanding of mechanisms of mass transfer and dynamic diffusional system. The behavior of pH and ionic strength of the medium was very important for understanding of adsorption processes in the respective materials for each dye examined. The pH of the aqueous solutions was greatly different, which was dependent on characteristics anionic and cationic materials and colorants. According to statistical analysis, the Langmuir model was adequate to represent the data of adsorption of dyes shown. It may be noted that the kinetics of adsorption of dyes follow a similar behavior, with a sharp drop of the dye initial concentration in the supernatant in the first moments of contact, reaching the equilibrium in approximately 100 minutes. The adsorbed amounts of the three materials showed a revealed better performance obtained for activated carbon.
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Estudo de adsorÃÃo de inibidor de incrustaÃÃo em rocha testemunho do tipo arenito. / Adsorption studies of scale inhibitor in rock sandstone typeCarolina Barbosa Veloso 20 December 2012 (has links)
A injeÃÃo de Ãgua do mar em poÃos de petrÃleo para recuperaÃÃo do Ãleo à o mecanismo mais empregado nas unidades de produÃÃo. Entretanto esse mÃtodo provoca a formaÃÃo de incrustaÃÃo, devido à incompatibilidade salina com a Ãgua de formaÃÃo do poÃo. A deposiÃÃo de sais reduz a produtividade dos poÃos e causa entupimento das linhas de produÃÃo, aumentando, assim, os custos com manutenÃÃes corretivas. A fim de reduzir esses danos utiliza-se a tÃcnica squeeze de injeÃÃo de inibidor de incrustaÃÃo, na qual o anti-incrustante à adsorvido na superfÃcie da formaÃÃo rochosa evitando a formaÃÃo dos cristais. Com isso, a fim de compreender o mecanismo de retenÃÃo do inibidor na rocha realizou-se estudos de adsorÃÃo em leito fixo utilizando uma rocha do tipo arenÃtica desagregada, com diÃmetro mÃdio de partÃcula igual 605 Âm e um inibidor de incrustaÃÃo comercial. Foram levantados as isotermas de adsorÃÃo/dessorÃÃo de N2 e ensaios de DRX para caracterizar a rocha bem como ensaios de FTIR para determinaÃÃo de uma possÃvel composiÃÃo do inibidor. Os ensaios de adsorÃÃo foram realizados nas temperaturas de 30, 50 e 80ÂC, a uma vazÃo de 0,1 mL/min e variou-se a concentraÃÃo de alimentaÃÃo do inibidor de 1 a 10 mg/mL. Utilizou-se a tÃcnica de Espectroscopia de EmissÃo Ãtica com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP-OES) para determinar a concentraÃÃo de inibidor no efluente e construir as curvas de breakthrough e as isotermas. AlÃm disso, foi realizado simulaÃÃo do sistema para estimativa de parÃmetros de transferÃncia de massa. O leito estudado apresentou porosidade de 57% e dispersÃo axial de 0,178 cm2/min. A rocha à constituÃda por Ãxido de silÃcio e as partÃculas apresentaram porosidade de 0,68% e 2,66 g/cm3 de massa especÃfica. O inibidor apresentou fÃsforo na sua composiÃÃo sendo esse monitorado pelo ICP para determinaÃÃo da concentraÃÃo de inibidor na saÃda do leito. Com as isotermas de adsorÃÃo, observou-se que a capacidade mÃxima adsorvida variou de 3 a 28 mg/g. O modelo matemÃtico proposto para simular o sistema trabalhado se ajustou bem aos dados experimentais e foi possÃvel estimar alguns parÃmetros de transferÃncia de massa como coeficiente global de transferÃncia de massa e a tortuosidade mÃdias das partÃculas adsorventes. Observou-se pelos dados obtidos que o inibidor à adsorvido na superfÃcie do sÃlido, pois a partÃcula apresentou baixa porosidade e tortuosidade. / Seawater injection in oilfield is technic used to recover petroleum in production units. However, this method induces scale formation because formations water is incompatible with injection water. The salt deposition reduces oilfield production and induces blocking of production lines, increasing costs with corrective maintenance. To reduce theses damages was used the squeeze technic, where a scale inhibitor is adsorbed in rock surface to avoid crystals formation. With that, to understand the mechanism of inhibitor retention in the rock, was realized studies in bed fixed with particles of sandstone rock, with 605 Âm medium diameter, and scale inhibitor commercial. Isotherms of N2 adsorption/desorption and XDR analyses were realized to characterization of rock and FTIR analyses to determine of composition inhibitor. Tests adsorption were realize at 303, 323 and 353 K, with flow of 0.1 mL/min and at inhibitor concentration 1 to 10 mg/mL. Optical Emission Spectroscopy Inductively Coupled Plasma (ICP-OES) was used to determinate inhibitor concentration in the effluent and build isotherms and breakthrough curves. Furthermore, simulations of the system were realized to estimate mass transfer parameters. The bed showed of 57% porosity and axial dispersion of 0.178 cm2/min. The rock is constituted to silicon oxide and particles showed of 0.68% porosity and density of 2.66 g/cm3. The inhibitor has phosphorus in its composition and this was monitored by ICP to determine the inhibitor concentration at the bed outlet. With adsorption isotherms observed maximum capacity adsorbed was 3 to 28 mg/g. The mathematical model proposed to simulated this system had a good adjusted and was possible estimated some parameters of mass transfer as global mass transfer coefficient of mass transfer and tortuosity of adsorbents. It was observed from the data obtained that the inhibitor is adsorbed on the solid surface, because the particle had low porosity and tortuosity.
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SÃntese enzimÃtica e separaÃÃo cromatogrÃfica de isomalto-oligossacarÃdeos de cadeia longa. / Enzymatic synthesis and chromatographic separation of long chain isomaltooligosaccharidesMaria Cristiane Rabelo 17 August 2012 (has links)
CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / Os isomalto-oligossacarÃdeos prÃ-biÃticos sÃo carboidratos capazes de chegar intactos ao intestino grosso, onde sÃo metabolizados pelas bifidobactÃrias e lactobacilos ali presentes, estimulando o seu crescimento e proporcionando efeitos benÃficos à saÃde. Podem ser obtidos por sÃntese enzimÃtica, entretanto, os substratos nÃo consumidos, frutose e dextrana tambÃm estÃo presentes apÃs a formaÃÃo dos isomalto-oligossacarÃdeos. Este trabalho teve por objetivo a sÃntese enzimÃtica e a separaÃÃo de isomalto-oligossacarÃdeos prÃ-biÃticos por cromatografia de troca iÃnica em escala preparativa. A primeira parte da tese consistiu em investigar o efeito de diferentes estratÃgias de alimentaÃÃo de sacarose e maltose ao meio reacional sobre o alongamento da cadeia dos isomalto-oligossacarÃdeos. A sÃntese foi realizada adicionando-se 1UI/mL da enzima ao meio reacional contendo como substrato os aÃÃcares sacarose e maltose. Na primeira estratÃgia, houve a adiÃÃo somente de sacarose ao meio reacional a cada 2 horas, durante 8 horas. Na segunda estratÃgia, houve a adiÃÃo da mistura de sacarose e maltose ao meio reacional a cada 2 horas, durante 8 horas. Na terceira estratÃgia houve, a cada hora, a adiÃÃo da mistura de sacarose e maltose, durante seis horas. ApÃs este perÃodo, houve adiÃÃo somente de sacarose durante seis horas. A Ãltima estratÃgia de alimentaÃÃo, resultou no alongamento da cadeia dos isomalto-oligossacarÃdeos atà grau de polimerizaÃÃo nove, alÃm do aumento da concentraÃÃo dos mesmos (79,04 g/L) a nÃveis consideravelmente superiores aos reportados na literatura. Na segunda parte da tese, foi avaliada a influÃncia da forma catiÃnica de fases estacionÃrias cromatogrÃficas na separaÃÃo dos isomalto-oligossacarÃdeos. As isotermas de adsorÃÃo dos isomalto-oligossacarÃdeos, monossacarÃdeos e dissacarÃdeos foram determinados em colunas preparativas empacotadas com resina de troca iÃnica em diferentes formas catiÃnicas (K+, Ca2+, H+ e Na+) à 25ÂC. Todas as fases adsorveram os aÃÃcares com capacidade variÃvel, segundo a ordem de afinidade: frutose > glicose > maltose > IMOs com grau de polimerizaÃÃo crescente. Foi verificado que a forma catiÃnica H+ apresentou melhor desempenho para ser utilizada em unidades de leito mÃvel simulado permitindo a separaÃÃo de isomalto-oligossacarÃdeos prÃ-biÃticos com menor diluiÃÃo e maior produtividade. No entanto, a resina na forma K+ apresentou rendimento apenas ligeiramente inferior, sendo mais compatÃvel com os requisitos de tamponamento da reaÃÃo enzimÃtica. / Prebiotic isomalto-oligosaccharides (IMOs) are carbohydrates able to reach the large bowels intact, where they are metabolized by bifidobacteria and lactobacillus, stimulating their growth and providing beneficial health effects. They may be obtained by enzymatic synthesis using sucrose and maltose as precursors. However, non consumed substrates, fructose and dextran are present together with the produced isomalto-oligosaccharides. This work aimed the optimization of the enzymatic synthesis and the separation of prebiotic isomalto-oligosaccharides by ion exchange chromatography on semipreparative scale. The first part of the thesis investigated the effect of different feeding strategies of sucrose and maltose to the reaction medium on the chain elongation of isomalto-oligosaccharides. The synthesis was performed by adding 1UI/mL of enzyme to reaction medium containing sucrose and maltose as substrate. In the first strategy, only sucrose was added to the reaction medium every 2 hours for 8 hours. In the second strategy, a mixture of sucrose and maltose was added to the reaction medium every 2 hours for 8 hours. In the third strategy, at every hour, a mixture of sucrose and maltose was added for six hours. Then, only sucrose was added at every hour for more six hours. The latter strategy resulted of isomalto-oligosaccharides chain elongation up to degree of polymerization of 9. The concentration of IMOs (79.04 g/L) was also observed. In the second part of the thesis, the influence of the cationic form of the chromatographic stationary phase in the isomalto-oligosaccharides separation was evaluated. Adsorption isotherms of isomalto-oligosaccharides, maltose, glucose and fructose were determined in preparative columns packed with ion-exchange resin in different cationic forms (K+, Ca2+, H+ and Na+) at 25ÂC. All stationary phases adsorbed the sugars with variable capacities, following the same order of affinity: fructose > glucose > maltose > IMOs with increasing degrees of polymerization. It was found that the resin in H + form presented the best performance to be used in simulated moving bed units, allowing for the separation of prebiotic isomalto-oligosaccharides with lower dilution and higher productivity. Nevertheless, the resin K+ had only a slighty inferior performance and this cation is more compatible with buffer requirements of the enzymatic synthesis.
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FotocatÃlise heterogÃnea associada à adsorÃÃo em cerÃmica modificada para remoÃÃo de ciprofloxacino / Heterogeneous photocatalysis Associated Ceramics Modified Adsorption Removal of CiprofloxacinCristiano RÃgis Freitas de Brito 03 June 2013 (has links)
Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Este trabalho apresenta um estudo do tratamento de efluente sintÃtico contendo o fÃrmaco ciprofloxacino, antibiÃtico mundialmente utilizado, atravÃs de processos de fotocatÃlise em fase heterogÃnea e adsorÃÃo em cerÃmica modificada com diÃxido de titÃnio. Primeiramente, foram testados vidro, alumÃnio e cerÃmica como meios suportes para o TiO2 (fotocatalisador) sendo posteriormente realizadas corridas de remoÃÃo do fÃrmaco em reator semicontÃnuo. A cerÃmica foi escolhida como melhor meio suporte jà que apresentou melhor resistÃncia e maior remoÃÃo do fÃrmaco devido aos processos adsortivos inerentes ao material. Fez-se necessÃrio o estudo das propriedades cinÃticas da adsorÃÃo, bem como simulaÃÃes computacionais para avaliar o processo combinado fotocatÃlise/adsorÃÃo. Foram estudadas as variÃveis de processo: concentraÃÃo inicial, vazÃo, potÃncia de radiaÃÃo ultravioleta e temperatura de sinterizaÃÃo da cerÃmica. Constatou-se que o processo de fotocatÃlise, em todos os meios suportes, seguia uma cinÃtica de primeira ordem, onde a remoÃÃo mÃdia para o vidro, o alumÃnio e a cerÃmica foram, respectivamente, 70,7%, 57,4% e 93,5%. O processo de adsorÃÃo da cerÃmica obedeceu a uma cinÃtica de pseudo-primeira ordem para as duas temperaturas de sinterizaÃÃo testadas (550 e 700ÂC) e as isotermas foram melhores ajustadas ao modelo de Langmuir. Dentre as condiÃÃes estudadas, as que atingiram maiores remoÃÃes foram vazÃo de 17,5 L.h-1, concentraÃÃo de 25 mg.L-1 (baixa), utilizaÃÃo de 4 lÃmpadas (potÃncia de 36W) e temperatura de sinterizaÃÃo de 550ÂC. Foi encontrado ainda, que para a temperatura de sinterizaÃÃo de 550ÂC o processo de difusÃo intrapartÃcula à considerado limitante, o mesmo nÃo acontecendo para a cerÃmica sinterizada a 700ÂC. Na avaliaÃÃo do processo combinado fotocatÃlise/adsorÃÃo, os resultados indicaram que a adsorÃÃo mostrava forte tendÃncia de queda na eficiÃncia em corridas consecutivas, devido, provavelmente, à saturaÃÃo dos sÃtios ativos (adsorÃÃo), porÃm o processo de fotocatÃlise auxiliava na remoÃÃo de parte do fÃrmaco adsorvido mantendo a eficiÃncia aproximadamente constante. As simulaÃÃes computacionais estimaram que a fotocatÃlise sozinha promovia remoÃÃo de 30,5% e 23% da concentraÃÃo total do ciprofloxacino, para as CerÃmicas 550 e 700, respectivamente. / This work presents a study of the physical-chemical removal of ciprofloxacin, an antibiotic used worldwide, from a synthetic effluent, through processes of heterogeneous photocatalysis and adsorption in ceramics modified with titanium dioxide. First of all, it was tested glass and aluminum pallets and ceramics spheres as TiO2 (photocatalyst) support and carried out runs in semi continuous reactor to evaluate the compound removal. The ceramics were found to be the best substrate for TiO2 due to its adsorptive and mechanical properties, making it necessary to study adsorption characteristics as well as computational simulations to evaluate the combined process. The following process variables were studied: initial concentration, inlet flow, UV radiation potency and sintering temperature of the ceramic. It was found that the average ciprofloxacin removal by glass, aluminum and ceramic were, respectively, 70.7%, 57.4% and 93.5%, and heterogeneous photocatalysis process followed a first order kinetic in all of them. In the study of adsorption properties of the ceramics, it was found that the data best fitted to the model of pseudo first order kinetic for both sintering temperatures (550ÂC and 700ÂC). Among the evaluated conditions, the ones which resulted in higher removals were: inlet flow of 17.5 L.h-1-, initial concentration of 25 mg.L-1 (low concentration), using 4 UV lamps (potency of 36 W) and sintering temperature of 550ÂC. In the adsorption process, the results showed that the intra particle diffusion was the limiting step in the adsorption of ciprofloxacin in the ceramics sintered at 550ÂC, but it is not for the ceramic sintered at 700ÂC. In the evaluation of the combined process (photocatalysis and adsorption) the results indicated that the adsorption showed a significant decrease in the removal efficiency for consecutive runs, due probably to the saturation of the active sites. However, photocatalysis process acts degrading the adsorbed ciprofloxacin, maintaining the removal efficiencies almost constants. The computational simulations estimated that the photocatalysis itself provided around 30.5% and 23% removal (from the total concentration), for the Ceramics 550 and Ceramics 700, respectively.
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AdsorÃÃo de cromo no pseudofruto do cajueiro: Desenvolvimento de metodologia de tratamento de resÃduos laboratoriais e otimizaÃÃo por planejamento fatorial / Chromium adsorption using cashew pseudo-fruit: Development of methodology for treatment of laboratory waste and optimization by experimental designThiago Coutinho Medeiros, 19 April 2013 (has links)
CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / As InstituiÃÃes de Ensino Superior sÃo responsÃveis pela produÃÃo de conhecimento cientÃfico, tecnolÃgico e formaÃÃo de opiniÃo. PorÃm, sÃo tambÃm geradoras de uma grande variedade de resÃduos. O uso de resÃduos agroindustriais na remoÃÃo de metais de efluentes à uma alternativa promissora em relaÃÃo Ãs tecnologias existentes. Neste trabalho foram estudadas as propriedades adsorventes do pseudofruto do cajueiro (Anacardium occidentale L.) e o desenvolvimento de metodologias de seu uso no tratamento do resÃduo de Mohr gerado nos laboratÃrios de ensino do departamento de QuÃmica AnalÃtica e FÃsico-QuÃmica da Universidade Federal do CearÃ. Foi estudado o sistema de adsorÃÃo em batelada. Os ensaios preliminares mostraram que o pà do caju à viÃvel na adsorÃÃo de cromo. Foram testadas quatro soluÃÃes para dessorÃÃo, sendo o EDTA 0,05 mol/L o melhor dessorvente. Foram avaliados os efeitos do pH (5,0 e 7,0), secagem â S (estufa e liofilizado), tamanho de partÃcula â P (0,10 â 0,25 e 0,25 â 0,84 mm), massa de adsorvente â m (1,0 e 1,5 g), concentraÃÃo de cromo â C (500 e 1000 mg/L), tempo â t (1 e 3 h) e velocidade de agitaÃÃo â v (0 e 150 rpm), na adsorÃÃo atravÃs de planejamento fatorial fracionÃrio 2^(7-4). Um segundo planejamento fatorial (2^(4-1)) foi realizado para otimizaÃÃo. Neste planejamento as variÃveis foram m (1,0, 2,0 e 3,0 g), C (500, 750 e 1000 mg/L), t (1, 2 e 3 h) e v (0, 150 e 300 rpm), e os parÃmetros fixos pH (7,0), S (estufa) e P (0,25 â 0,84 mm). As regiÃes de mÃxima adsorÃÃo foram mapeadas por grÃficos de contorno. A adsorÃÃo à mÃxima em valores intermediÃrios de m, valores menores de C e valores maiores de t e v. Foi feita a caracterizaÃÃo do adsorvente por infravermelho e fluorescÃncia de raios-X. Para melhor entendimento do mecanismo de adsorÃÃo foram feitos testes de reaÃÃo do cromo com extrato aquoso do adsorvente e monitoramento do pH durante a adsorÃÃo. O mecanismo proposto consiste em duas etapas: reduÃÃo do Cr(VI) em soluÃÃo ou em contato com a superfÃcie; e posterior adsorÃÃo do Cr(III) por troca iÃnica ou complexaÃÃo. Foram estimados parÃmetros de isoterma e cinÃtica com os dados do planejamento 2^(4-1). O modelo de Langmuir foi o mais adequado e a cinÃtica de pseudo-segunda ordem. O tratamento do resÃduo de Mohr promoveu 89,18% de adsorÃÃo de cromo total. O restante do cromo em soluÃÃo (10,82%) ficou na forma de Cr(III), menos tÃxico. Na etapa de dessorÃÃo com EDTA 0,05 mol/L, 33,40% do cromo foi recuperado. Foram propostas alternativas de reutilizaÃÃo do resÃduo em atividades de ensino. / The Higher Education Institutions are responsible for the production of scientific and technological knowledge, and opinion formation. However, they also generate a variety of wastes. The use of agro-industrial wastes in the removal of metals from wastewater is a promising alternative to existing technologies. In this work, the adsorptive properties of cashew pseudo-fruit (Anacardium occidentale L.) were studied and a method was developed for its use in the treatment of Mohr residue generated in teaching laboratories of the Department of Analytical Chemistry and Physical Chemistry of Universidade Federal do CearÃ. The batch adsorption system was studied. The preliminary tests indicated the viability of cashew fiber on chromium adsorption. Four solutions were tested for desorption, and the 0.05 mol/L EDTA was the best desorbent through qualitative tests. The effects of varying pH (5.0 and 7.0), drying â S (drying oven and lyophilized), particle size â P (0.10 â 0.25 and 0.25 â 0.84 mm), adsorbent mass â m (1.0 and 1.5 g), chromium concentration â C (500 and 1000 mg/L), time â t (1 and 3 hours) and stirring speed â v (0 and 150 rpm), in the adsorption process were studied through a 2^(7-4) fractional factorial design. A second factorial design (2^(4-1)) was performed for optimization. In this design the variables were m (1.0, 2.0 and 3.0 g), C (500, 750 and 1000 mg L-1), t (1, 2 and 3 h) and v (0, 150 and 300 rpm), and the fixed parameters were pH (7.0), S (drying oven), and P (0.25 - 0.84 mm). The regions of maximum adsorption were mapped by contour plots. Adsorption achieved a maximum at intermediate m values, lower C values and higher v and t values. The adsorbent was characterized by infrared spectroscopy and X-ray fluorescence. Reaction of chromium with aqueous extract of adsorbent and pH monitoring during adsorption were performed to better understand the mechanism of adsorption. The proposed mechanism consists of two steps: reduction of Cr(VI) in solution or in contact with the surface, and subsequent adsorption of Cr(III) through ion-exchange or complexation. Isotherm and kinetic parameters were estimated from the data obtained with the 2^(4-1) factorial design. The data followed Langmuir model and pseudo-second order kinetics. The Mohr residue treatment achieved 89.18% of total chromium adsorption. The remainder of chromium in solution (10.82%) were present in Cr(III) less toxic form. 33.40% of total chromium were recovered with 0.05 mol/L EDTA in the desorption step. Proposals for reuse of the residue in teaching activities were made.
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Removal of Cu (II), Ni (II), Cd (II) and Pb (II) of wastewater of electroplating industry using hybrid system adsorption electro-flotation-coagulation / RemoÃÃo de Cu(II), Ni(II), Cd(II) E Pb(II) de efluentes de indÃstrias de galvanoplastia usando o sistema hÃbrido adsorÃÃo-eletro-flotaÃÃo-coagulaÃÃoRaimundo Nonato Pereira Teixeira 12 February 2015 (has links)
FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Bodies of water contamination problems have stimulated many researchers around the world in the search for alternatives to solve or minimize the effects caused by discharges of toxic materials to the environment. What is desired, preferably, is that such solutions are economically viable and efficient. Toxic metals on the list of the main contaminants of water bodies. Because these are very dangerous chemicals, this class of materials has led many research groups seeking to achieve avoid contamination of water bodies by this type of material. The wastewater generated by electroplating industries have a high concentration of metal ions, so it should be treated before discharge to receiving waters. The processes using adsorption emerge as one of the research lines most valued by many researchers in order to contribute to this issue. Electrochemical processes have also been tested in the remediation of wastewater contaminated with various pollutants, including toxic metals. Natural clays play an important role in this type of study. Several studies have shown very promising results with the use of such material in the removal of toxic metals. This paper aims to conduct a comparative study of removal efficiency of Cu (II), Ni (II), Cd (II) and Pb (II) from six natural clays Brazilian soil. The clays were used: sodium Clay (AS), green clay (AV), clay chocolate calcium (ACCA), ferric clay (AF), attapulgite (AT) and kaolin (CAU). Balance studies were performed through adsorption isotherms in batch systems. For the balance of studies used monoelementares systems and multielement containing the four metal ions. We have also performed the kinetic study to evaluate the lower equilibrium times. Finally experiments were conducted with hybrid systems which use electrocoagulation-adsorption and coagulation with the purpose of working in a continuous system. The results show that all clays have good adsorption capacity for the four ions. The adsorption equilibrium results were compared with the Langmuir, Freundlich and Temkin. The maximum adsorption capacity obtained from monoelementares solutions were: 50.76 mg.g-1 [AS / Pb (II)], 50.76 mg.g-1 [AV / Cu (II)], 57.14 mg.g-1 [ACCA / Cu (II)], 34.72 mg.g-1 [AF / Cu (II)], 169.4 mg.g-1 [AT / Pb (II)] and 10 29 mg.g-1 [CAU / Cu (II)]. The kinetic model best suited to the experimental data was the pseudo second order. The Webber-Morri diffusion models and Boyd show that adsorption processes occur in more than one step and that in the early days predominates intrafilme diffusion process. The electrocoagulation-clotting experiments associated with adsorption with clays are promising because it promoted an increase in the removal capacity and facilitate the separation of the clay from the aqueous phase. The ion removal capacities of Cu (II) from industrial wastewater using the hybrid system were: 54% [AL / AS] to 45% [Al / ACCA] to 57% [Al / HF] 33% to [AL / AT], 48% / Problemas de contaminaÃÃo dos corpos hÃdricos tÃm estimulado muitos pesquisadores em todo mundo na busca de alternativas que resolvam ou minimizem os efeitos causados pelos descartes de materiais tÃxicos ao meio ambiente. O que se deseja, preferencialmente, à que tais soluÃÃes sejam economicamente viÃveis e eficientes. Os metais tÃxicos fazem parte da lista dos principais contaminantes dos corpos hÃdricos. Por se tratarem de substÃncias quÃmicas bastante perigosas, esta classe de material tem levado muitos grupos de pesquisa na busca de conseguir evitar a contaminaÃÃo dos corpos hÃdricos por este tipo de material. Os efluentes gerados pelas indÃstrias de galvanoplastia possuem uma elevada concentraÃÃo de Ãons metÃlicos, por isso devem ser tratados antes do descarte aos corpos receptores. Os processos que usam adsorÃÃo despontam como uma das linhas de pesquisas mais avaliadas por inÃmeros pesquisadores no intuito de contribuir com esta problemÃtica. Os processos eletroquÃmicos tambÃm tÃm sido testados na remediaÃÃo de efluentes contaminado por diversos poluentes, inclusive metais tÃxicos. As argilas naturais desempenham um papel importante neste tipo de estudo. Diversos trabalhos vÃm apresentando resultados bastante promissores com o uso deste tipo de material na remoÃÃo de metais tÃxicos. Este trabalho se propÃe a realizar um estudo comparativo de eficiÃncia de remoÃÃo dos Ãons Cu(II), Ni(II), Cd(II) e Pb(II) a partir de seis argilas naturais de solo brasileiro. As argilas utilizadas foram: Argila sÃdica (AS), argila verde (AV), argila chocolate cÃlcica (ACCA), argila fÃrrica (AF), atapulgita (AT) e caulim (CAU). Foram realizados estudos de equilÃbrio atravÃs de isotermas de adsorÃÃo em sistemas de batelada. Para os estudos de equilÃbrio utilizaram-se sistemas monoelementares e multielementares contendo os quatro Ãons metÃlicos. Realizou-se tambÃm o estudo cinÃtico para avaliarmos os menores tempos de equilÃbrio. Por fim foram realizados experimentos com sistemas hÃbridos que utilizam adsorÃÃo e eletroflotaÃÃo-coagulaÃÃo, com a finalidade de trabalharmos em sistemas contÃnuos. Os resultados obtidos mostram que todas as argilas apresentam boa capacidade de adsorÃÃo para os quatro Ãons. Os resultados de equilÃbrio de adsorÃÃo foram confrontados com os modelos de Langmuir, Freundlich e Temkin. As capacidades mÃximas de adsorÃÃo obtidas a partir de soluÃÃes monoelementares foram: 50,76 mg.g-1 [AS/Pb(II)], 50,76 mg.g-1 [AV/Cu(II)], 57,14 mg.g-1 [ACCA/ Cu(II)], 34,72 mg.g-1 [AF/ Cu(II)], 169,4 mg.g-1 [AT/Pb(II)] e 10,29 mg.g-1 [CAU/Cu(II)]. O modelo cinÃtico que melhor se adequou aos dados experimentais foi o de pseudo segunda ordem. Os modelos de difusÃo de Webber-Morri e Boyd demonstram que os processos de adsorÃÃo ocorrem em mais de uma etapa e que nos primeiros tempos predomina o processo de difusÃo intrafilme. Os experimentos de eletroflotaÃÃo-coagulaÃÃo associados à adsorÃÃo com argilas mostraram-se promissores porque promoveram um incremento nas capacidades de remoÃÃo e facilitam a separaÃÃo dos argilominerais da fase aquosa. As capacidades de remoÃÃo do Ãon Cu(II) a partir do efluente industrial usando o sistema hÃbrido foram: 54% para [AL/AS], 45% para [AL/ACCA], 57% para [AL/AF] 33% para [AL/AT], 48%
para [FE/AS], 47% para [FE/ACCA], 54% para [FE/AF] e 40% para [FE/AT].
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AdsorÃÃo de Ãnions Presente em Efluente Usando PÃ da Casca de Coco Verde Modificado / Adsorption of anions present in wastewater using green coconut shell powderAri Clecius Alves de Lima 28 August 2009 (has links)
à bem sabido que o aumento da produÃÃo de resÃduos particularmente os agroindustriais torna o destino final um problema ambiental Recentemente estudos com o uso de resÃduos agroindustriais na remoÃÃo de poluentes inorgÃnicos presentes em efluente tÃm-se tornado atraentes por serem baratos simples e eficientes Neste trabalho onde utiliza o pà da casca de coco verde modificado quimicamente na remoÃÃo de Ãnions de efluente em processo batelada AtravÃs de experimento fatorial o material foi modificado quimicamente com sal quaternÃrio de amÃnio (cloreto de 3-cloro-2-hidroxipropiltrimetilamÃnio) O material modificado obtido foi caracterizado (quÃmica e fÃsica) para comprovar o aumento da eficiÃncia pela modificaÃÃo quÃmica realizada. Os parÃmetros pH, concentraÃÃo inicial dosagem de adsorbente cinÃtica e isoterma de adsorÃÃo com Ãnions nitrato sulfato e fosfato foram investigados neste estudo no material modificado Os resultados com planejamento fatorial mostraram que a temperatura e pressÃo sÃo parÃmetros que mais influenciaram no processo de modificaÃÃo quÃmica do material adsorbente A cinÃtica de adsorÃÃo foi examinada em termos de modelos de pseudo-primeira ordem pseudo-segunda ordem e difusÃo intraparticular O modelo de Pseudo-segunda ordem mostrou as maiores concordÃncias com os dados experimentais Dados de equilÃbrio analisados pelos modelos nÃo linear e linear de Langmuir Freundlich SIPS Redlich-Peterson Toth e Tempkin indicaram que os dados experimentais sÃo melhor descritos pelas equaÃÃes de Freundilich e Langmuir A caracterizaÃÃo do bagaÃo de coco modificado foi realizada pelas tÃcnicas FTIR MEV, analise elementar BET e DifraÃÃo de RaiosâX A anÃlise de FTIR indicou que o grupo NH2 do sal de amina interage com grupos quÃmicos do bagaÃo de coco e os resultados indicaram que o bagaÃo de coco modificado exibiu potencial para a sua aplicaÃÃo na remoÃÃo de nitrato, sulfato e fosfato de soluÃÃo aquosa / Its very known that the increase from residues production particularly the agricultural waste becomes an environmental problem of final destiny of this material In recent years the use of agricultural by-products for the removal of inorganic polutant from wastewater has attracted so many researchers because they are cheap simple and of low cost as sorbents natural for wastewater treatment In this work the powder of the peel of green coconut was modified chemically for the removal anions from aqueous effluent by batch process The preparation of the material modified with quaternary salt of ammonium (2-hidroxypropyltrimethyl ammonium chloride) it was accomplished through factorial experiment The chemical and physical characterization of the raw material and modified was carried out to prove the accomplished chemical modification The parameters such as pH initial anion concentration adsorbent dosage adsorption kinetic and isotherm adsorption with modified material were investigated in this study Adsorption kinetic was also examined in terms of three kinetic models ie pseudo-first-order pseudo-second-order and intraparticle diffusion model Pseudo-second-order kinetic model showed a good agreement with the experimental data. Equilibrium data were evaluated by using nonlinear and linear models of Langmuir Freundlich SIPS Redlich-Peterson Toth e Tempkin equations It was obtained that experimental data conforms to the Langmuir and Freundlich equations In order to characterize synthesized material were measurement performed of FTIR elemental analysis SEM and X-ray From FTIR analysis observed that coconut shells species may interact with NH2 groups coconut shells and the results indicated that coconut shells exhibited potential for application in removal of nitrate sulfate and phosphate from aqueous solutions
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AdsorÃÃo de Ãons MetÃlicos de Efluente Aquoso Usando BagaÃo do PedÃnculo de Caju: Estudo de Batelada e Coluna de Leito Fixo. / Adsorption of Metal Ions from Aqueous Solutions Using Cashew Peduncle Bagasse: Batch and Fixed Bed Column Study.Sarah de Abreu Moreira AraÃjo 20 June 2008 (has links)
CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O uso de resÃduos agroindustriais puros ou modificados quimicamente para a remoÃÃo de metais em efluentes industriais aparece como uma alternativa promissora Ãs tecnologias existentes. Os agroresÃduos sÃo bastante estudados devido à sua abundÃncia, baixo custo, biodegradabilidade e a nÃo formaÃÃo de lodo. Neste trabalho utilizou-se o bagaÃo do pedÃnculo de caju (Anarcadium occidentale L.) como adsorvente para remoÃÃo de metais pesados de soluÃÃo aquosa e de efluente produzido por uma indÃstria de galvanoplastia localizada em Fortaleza (Cearà â Brasil). Foram estudados os sistemas de adsorÃÃo em batelada e coluna de leito fixo. Na etapa de batelada foram avaliados o tratamento quÃmico, o efeito do tamanho das partÃculas, o efeito da concentraÃÃo do adsorvente e o efeito do pH. Os resultados indicaram que o tratamento dado ao bagaÃo do pedÃnculo de caju com NaOH 0,1 mol.L-1/3 horas foi mais eficiente na remoÃÃo dos Ãons metÃlicos. Este material foi usado para o estudo de adsorÃÃo dos metais com as seguintes caracterÃsticas: faixa de tamanho de partÃculas de 20-59 mesh, concentraÃÃo de 50 g/L e pH 5,0. O estudo de cinÃtica indicou que o equilÃbrio de adsorÃÃo multielementar foi atingido em 60 minutos (pH 5,0) e segue cinÃtica de pseudo-segunda ordem. Foram utilizados os modelos de Langmuir e Freundlich para avaliar a capacidade de adsorÃÃo dos metais pesados pelo bagaÃo do pedÃnculo de caju. O modelo de Langmuir foi adequado para todos os Ãons metÃlicos em um sistema multielementar. Na segunda etapa da pesquisa foram realizados experimentos para otimizaÃÃo das condiÃÃes operacionais da coluna. Os resultados mostraram que uma vazÃo de 3,0 mL/min e uma altura de 12,0 cm de leito aumentaram o percentual de remoÃÃo para todos os metais tÃxicos estudados. As curvas de ruptura investigadas para um sistema multielementar indicaram que a ordem das capacidades de adsorÃÃo foi a seguinte: Pb2+ > Cu2+ > Ni2+ > Zn2+ > Cd2+. A aplicabilidade dos estudos de coluna numa amostra real, oriunda de empresa de galvanoplastia contendo Cu2+, Ni2+ e Zn2+, foi eficiente para remoÃÃo dos Ãons Ni2+ e Zn2+. A dessorÃÃo dos Ãons metÃlicos, retidos na coluna, foi eficiente usando HCl 1,0 mol/L como eluente. Os ensaios de reciclagem da coluna mostraram que o adsorvente pode ser utilizado apenas num ciclo. / Recently, the use of agroindustry residues (pure or chemically modified) for metal removal from industrial effluents offers a potential alternative to existing treatment technologies. The agrowastes are most studied because are readily available, cheap, biodegradable, sludge free and of low cost and land investment. In this work was used the cashew (Anacardium occidentale L.) peduncle bagasse as adsorbent for metal removal from aqueous solution and wastewater aqueous from electroplating industries local (Fortaleza, Ceara-Brazil). Adsorption systems in batch and fixed bed column were studied. Previously was investigated the chemical treatment, the particle size effect, adsorbent concentration and pH effect. The results showed that the treatment employed in the cashew peduncle bagasse with 0.1M NaOH for 3 h was the most efficient. The material characteristics: used on metal adsorption were: particle size ranged 20 â 59 mesh, adsorbent concentration (50g/L) at pH 5.0. The kinetic study indicated that the adsorption equilibrium multielementary were achieved in 60 minutes (pH 5.0) and followed a pseudo-second order model. The adsorption capacity of cashew peduncle bagasse for heavy metals had been evaluated using Langmuir and Freundlich adsorption isotherms. The Langmuirâs model gave best results for all metal ions in a multielementary system. In the second step of the work were carried out experiments to optimization of the column operational parameters. The results showed that for a flow rate of 3.0 mL/min and bed height of 12.0 cm there is an increased on the metal removal. The breakthrough curves for multielementary system indicated the order for adsorption capacity: Pb+2 > Cu+2 > Ni+2 > Zn+2 > Cd+2. The column parameters obtained with the synthetic effluents were applied in a real sample contained Cu+2, Ni+2 and Zn+2. It was found to be an efficient for the removal of Ni+2 and Zn+2. The metal desorption on the column was efficient using 1.0 M HCl as eluent. The tests of recycling of the column showed that the adsorbent can be used only for a cycle.
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Estudo de adsorÃÃo de tiofeno em carbono ativado / Study thiophene adsorption in activated carbonAna VÃvian Parente Rocha 29 January 2010 (has links)
Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A qualidade do ar e a preocupaÃÃo com o meio ambiente e a saÃde da populaÃÃo tÃm influenciado as regulamentaÃÃes de emissÃes veiculares. A exemplo de ÃrgÃos governamentais em todo o mundo, a AgÃncia Nacional do PetrÃleo, GÃs Natural e BiocombustÃveis (ANP) do Brasil tem estabelecido cronogramas de reduÃÃo drÃstica de sulfurados no diesel e na gasolina nos Ãltimos anos. A hidrodessulfurizaÃÃo (HDS) à o processo classicamente utilizado atualmente para reduzir o teor de enxofre em correntes de hidrocarbonetos. No entanto, o processo HDS à caro, pois requer elevadas temperaturas e pressÃes e hidrogÃnio, podendo levar à saturaÃÃo de compostos olefÃnicos, o que compromete a octanagem da gasolina. Dessa forma, atenÃÃo especial vem sendo dada ao uso da adsorÃÃo para remoÃÃo de compostos sulfurados que poderà complementar ou â em alguns casos â substituir os processos existentes de hidrotratamento (HDT). Esse processo de adsorÃÃo pode ser realizado a temperatura e pressÃo ambiente. Neste trabalho foi realizado um estudo de remoÃÃo de enxofre a partir de soluÃÃes tiofeno/n-hexano, tiofeno/n-octano e tiofeno/tolueno/n-octano e um estudo de seletividade tiofeno/tolueno utilizando como adsorvente o carbono ativado 830 W da Norit (Holanda). O material foi caracterizado texturalmente por adsorÃÃo de N2 a 77 K. Os resultados indicaram ser um material microporoso. A adsorÃÃo do tiofeno em n-hexano e a seletividade tiofeno/tolueno foi avaliada usando a tÃcnica experimental de banho finito com cromatografia headspace. A isoterma de adsorÃÃo obtida em headspace apresentou um comportamento desfavorÃvel para o tiofeno e o adsorvente estudado foi seletivo pelo tolueno em relaÃÃo ao tiofeno, sendo observado um ponto de saturaÃÃo em razÃes lÃquido/sÃlido inferiores a 4%. Jà a adsorÃÃo do tiofeno em n-octano e em n-octano/tolueno foi avaliada atravÃs de um estudo dinÃmico de adsorÃÃo usando uma coluna de leito fixo com uma vazÃo de 0,5 mL/min a duas temperaturas distintas com concentraÃÃo de alimentaÃÃo na faixa de 275 a 1000 ppm. As isotermas de equilÃbrio assim obtidas encontram-se na regiÃo de Henry (linear) com a constante de adsorÃÃo K = 3,7 e 3,0 para temperaturas de 30 ÂC e 45 ÂC, respectivamente. Obteve-se para concentraÃÃo de 1000 ppm sem tolueno uma quantidade adsorvida de 0,035 mmolS/gads, que se reduz para 0,020 mmolS/gads na presenÃa do aromÃtico (20 % vol.). Pode-se observar que â em toda a faixa de concentraÃÃes de sulfurado estudada â a quantidade de tiofeno adsorvida diminuiu consideravelmente na presenÃa do tolueno. Curvas de breakthrough do tiofeno em n-octano foram simuladas segundo um modelo matemÃtico que considera fluxo axialmente disperso e transferÃncia de massa descrita por uma aproximaÃÃo de forÃa motriz linear (LDF). O modelo foi resolvido numericamente por colocaÃÃo ortogonal em elementos finitos, utilizando o software comercial gPROMS. O modelo matemÃtico proposto representou razoavelmente os dados experimentais, especialmente para concentraÃÃo de 1000 ppm. A constante de tempo de transferÃncia de massa foi o parÃmetro de ajuste entre as simulaÃÃes e os dados experimentais, estimando-se valores mÃdios de 3,3 e 2,2 min-1 a 30 e a 45 ÂC, respectivamente. / Concerns with environmental protection and human health have had a remarkable impact on vehicle emissions regulations. Following similar policies of governmental agencies worldwide, Brazilian AgÃncia Nacional do PetrÃleo, GÃs Natural e BiocombustÃveis (ANP) has established a timetable for drastic reduction of sulfur content in diesel and gasoline in the last few years. Hydrodesulfurization (HDS) is the industrial process being currently employed for this matter. However, the HDS process is costly and, to achieve deeper desulfurization levels, it would require higher hydrogen pressure, which may eventually lead to the saturation of olefinic compounds, causing a decrease in gasoline octane number. Therefore, special attention has been given to the use of adsorption for additional removal of sulfur compounds from effluent streams of existing hydrotreatment (HDT) plants. Adsorption processes may operate under mild temperature and pressure conditions. In the present work, desulfurization in thiophene/n-hexane, thiophene/n-octane and thiophene/toluene/n-octane mixtures were conducted, together with a study of thiophene/toluene selectivity, all experiments using activated carbon 830 W by Norit (Netherlands) as sorbent. The adsorbent was characterized texturally by adsorption/desorption of N2 at 77 K and results showed it to be a microporous material. Adsorption of thiophene from n-hexane solutions and thiophene/toluene selectivity were carried out using the experimental technique of headspace chromatography finite bath. Adsorption isotherms thus obtained showed unfavorable behavior and the adsorbent selectively adsorbs toluene as compared to thiophene, reaching maximum selectivity on liquid/solid ratio of less than 4%. Adsorption of thiophene in n-octane and n-octane/toluene (4:1 vol.) was assessed by fixed bed experiments performed under a flow rate of 0.5 mL/min, two different temperatures and sulfur concentration in the feed ranging from 275 to 1000 ppm. Adsorption isotherms thus measured fall within the Henryâs Law region (linear) with dimensionless adsorption constants of 3.7 and 3.0 at 30 ÂC and 45 ÂC, respectively. For the feed concentration of 1000 ppm in n-octane, the measured dynamic adsorption capacity was 0.035 mmolS/gads, which was reduced to 0.020 mmolS/gads when toluene was present. Regardless the inlet sulfur concentration, the amount of adsorbed thiophene decreased considerably in the presence of the aromatic compound. Breakthrough curves of thiophene in n-octane were simulated according to a mathematical model that assumed axially dispersed flow and mass transfer described by a linear driving force approximation (LDF). The model was solved numerically by orthogonal collocation in finite elements, using the commercial solver gPROMS. The proposed model matched experimental data reasonably well, especially for the feed concentration of 1000 ppm. The LDF time constant was the tunable parameter between simulations and experimental data and the best average values were found to be 3.3 and 2.2 min-1 at 30 and 45 ÂC, respectively.
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