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
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:5949 |
| Date | 30 July 2012 |
| Creators | Adriano Erique de Oliveira Lima |
| Contributors | SebastiÃo MardÃnio Pereira de Lucena |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia QuÃmica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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