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KALINE MELO DE SOUTO VIANA – TESE (PPGEP) 2006.pdf: 3746935 bytes, checksum: 4a030ab6637f715855808519f3e7825e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-27T18:51:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1
KALINE MELO DE SOUTO VIANA – TESE (PPGEP) 2006.pdf: 3746935 bytes, checksum: 4a030ab6637f715855808519f3e7825e (MD5)
Previous issue date: 2009-02-06 / Para a avaliação de diafragmas alternativos ao de amianto para produção de cloro e
soda cáustica a partir da eletrólise da salmoura, foi utilizada uma célula
eletroquímica em escala de bancada pelo processo diafragma. O objetivo foi
investigar a possível substituição dos diafragmas de amianto por diafragmas de
PEUAPM. Desta forma, este trabalho foi dividido em duas etapas. Na primeira etapa,
foi realizada a investigação da resistência química do PEUAPM na forma de fibras,
em meio ácido, básico e salino, numa temperatura de 90ºC, simulando-se as
condições de operação das células eletroquímicas para produção cloro-soda. Para
isto, foram utilizados os ensaios de infravermelho (FTIR), calorimetria diferencial
exploratória (DSC), tração e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Na segunda
etapa, foram realizadas eletrólises e para isto foram confeccionados diafragmas com
diferentes composições, variando de 100% amianto (diafragma utilizado como
referência), passando pelo balanço de 5:95 a 90:10% de PEUAPM:amianto, até
100% PEUAPM. Para caracterização eletroquímica utilizou-se a determinação do
número de MacMullim, bem como determinação dos parâmetros operacionais após
72 horas de eletrólise, numa temperatura de aproximadamente 85ºC, onde foram
quantificados os seguintes parâmetros: eficiência de corrente, eficiência de energia,
teor de cloretos e teor de cloratos, com o objetivo de correlacionar os dados obtidos
com o novo diafragma aos dados obtidos com o diafragma de amianto (utilizado
industrialmente). As condições operacionais utilizadas foram: diafragma de amianto,
PEUAPM: amianto e PEUAPM, alimentação contínua de uma salmoura ácida (pH
entre 3,5 e 4,0) na concentração de 320 g/L, densidade de corrente anódica de 2,63
KA/m2 com um tempo total de operação da célula eletrolítica na intensidade de
corrente de 13,1 A de aproximadamente 72 horas, até atingir a concentração de
12% de NaOH (de acordo com os parâmetros industriais). Os resultados obtidos na
etapa I, evidenciaram que as fibras de PEUAPM apresentam boa resistência ao
ataque químico das soluções de NaCl, HCl e salmoura na temperatura de 90ºC,
durante as 96 horas de exposição, apresentando apenas um início de oxidação,
detectada pela presença de carbonilas, além de uma redução de 15% na
cristalinidade das fibras de PEUAPM. Já por meio dos resultados obtidos na etapa II,
observou-se que os diafragmas amianto/PEUAPM estudados não apresentaram
bom empacotamento de fibras e que há uma tendência de redução da eficiência de
corrente (E.C.) e eficiência de energia (E.E.) com o aumento do percentual de
PEUAPM. Assim, conclui-se que as fibras de PEUAPM são um substituto em
potencial para as fibras de amianto na produção cloro-soda. / To evaluate the alternatives diaphragm in relation to the asbestos in the chloro-alkali
production from the electrolysis of brine, it was used an electrochemical cell in a
laboratory scale by diaphragm process. The aim of this work is to study the
substitution of asbestos diaphragm by UHMWPE. So, this work was divided in two
steps. Firstly, it was done an investigation related to the chemical resistance of the
UHMWPE in a fiber shape and in acid, base and salty solutions and 90oC of
temperature. This condition was similar to the electrochemical cell operation in the
chloro-alkali industry. It was used test of infrared (FTIR), differential scanning
calorimetry (DSC), tensile strength and scanning electron microscopy (SEM) to
evaluate the UHMWPE fibers. In the second step it was done the electrolysis with
different compositions of diaphragm, changing from 100% of asbestos (used as
reference) to 5:95, 90:10% of UHMWPE, until 100% of UHMWPE. To chemical
characterization it was estimated the MacMullin number, as well the operational cell
parameters, such as, current and energy efficiency, amounts of chlorates and
chlorides. The aim of to study these parameters is the correlate the new diaphragm
with the asbestos (used currently in the industry). The operational conditions used in
this study were: continue feed of acid brine (pH from 3.5 to 4.0), concentration of 320
g/L, anodic current density of 2.63 KA/m2, and total time operation in the electrolytic
cell of approximately 74 ho urs (current intensity of 13.1A) until reach 12% of NaOH
concentration (similar to the industrial conditions). The results obtained in the first
step showed that the UHMWPE fibers presented good resistance to the chemical
attack of NaCl, HCl and brine solution at 90oC and in the period of 96 hours of
exposition. It was observed only an start of oxidation, with presence of carbonyl
groups, also it was observed an decrease in 15% in the crystallinity of the UHMWPE
fibers. From the results of the second step it was observed that the
asbestos/UHMWPE diaphragms studied presented good fiber packing and a
tendency to decrease current and energy efficiencies with the increase of the
UHMWPE content. So, it was concluded that with the conditions of preparation of
asbestos/UHMWPE diaphragm done in this study the use of these in the choro-alkali
production still limited due to the low surface energy and physical interaction
presented by the UHMWPE fibers and it was necessary an previous surface
treatment of the fibers.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:riufcg/1836 |
| Date | 27 September 2018 |
| Creators | VIANA, Kaline Melo de Souto. |
| Contributors | VILAR, Eudésio Oliveira., MÉLO, Tomás Jeferson Alves de., LIRA, Hélio de Lucena., CAVALCANTI, Eliane Bezerra., NAHUI, Flora Nelly Bravo de., RABELO, Marcelo Silveira., COSTA, Ana Cristina Figueiredo de Melo., FOOK, Marcus Vinícius Lia. |
| Publisher | Universidade Federal de Campina Grande, PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PROCESSOS, UFCG, Brasil, Centro de Ciências e Tecnologia - CCT |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca de Teses e Dissertações da UFCG, instname:Universidade Federal de Campina Grande, instacron:UFCG |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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