RIOS, R. B. Estudos em adsorção de gás natural: armazenamento, transporte e purificação. 112 f. 2011. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-30T13:12:12Z
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Previous issue date: 2011-02-23 / The use of vessels filled with activated carbon to store and transport natural gas (NG) at moderate pressures (about 3.5 MPa) and ambient temperature (about 298 K) has been studied as a potential alternative to compressed natural gas storage at high pressures (ca. 20 MPa). The present study provides an experimental investigation of charge and discharge cycles of natural gas in a prototype storage vessel filled with activated carbon and analyses the effect of the gas composition on the adsorption capacity. The adsorption properties were evaluated by measuring isotherms for each component of NG in a magnetic suspension balance and compared with the isotherms measured in a storage vessel using NG. The selectivities of the main constituents of natural gas in relation to methane were determined and the influence of the pressure on the selectivity was also observed. Although NG is composed mainly of methane (ca. 90% vol.), our experimental results indicate that the preferential adsorption of the heavier hydrocarbons and CO2 should be properly taken into account for the evaluation of the behavior of adsorbed natural gas systems along several charge and discharge cycles. In an another context, the separation of CO2 from CO2-CH4 mixtures is an important issue in natural gas and biogas purification/upgrading for energy generation applications and it was also studied in this work. Thus, co-adsorption data of the binary mixture CO2/CH4 on activated carbon at 293 K was obtained by the volumetricchromatographic method and it was compared with the IAST (Ideal Adsorbed Solution Theory) and the Extended Langmuir (EL) predictions. Preferential adsorption of CO2 was observed for the CO2 mixture composition more than around 20%. The accuracy of predictions was less than desirable to an application engineer. / O uso de cilindros recheados com carbono ativado para armazenamento e transporte de gás natural (GN) a pressões moderadas (~3,5 MPa) e a temperatura ambiente (~298 K) têm sido estudados como uma potencial alternativa para o armazenamento de GN comprimido a altas pressões (~20 MPa). O presente trabalho fornece uma investigação experimental de ciclos de carga e descarga de GN em um vaso de armazenamento de gás natural adsorvido (GNA) recheado com carbono ativado. É avaliado também o efeito da composição do GN na capacidade de armazenamento. As propriedades de adsorção foram verificadas a partir de isotermas de cada componente do GN medidas em uma balança de suspensão magnética e comparadas com dados de adsorção medidos no vaso de armazenamento usando GN. As seletividades dos principais componentes do gás natural em relação ao metano foram determinadas e a influencia da pressão nessa seletividade também foi observada. Apesar de o GN ser composto principalmente por metano (~90% em volume), foi observado que a adsorção preferencial pelos hidrocarbonetos mais pesados e CO2 deve ser levada em conta para a avaliação do comportamento de sistemas GNA ao longo de vários ciclos de carga e descarga. Foi estudado também para esse trabalho a separação de CO2 de misturas de CO2/CH4, que é uma importante questão na purificação do gás natural e biogás para aplicação em geração de energia. Dessa forma, dados de adsorção de mistura CO2/CH4 em carbono ativado a 293 K foram obtidos pelo método volumétrico-cromatográfico e comparados com a IAST (Teoria da Solução Adsorvida Ideal) e com o modelo de Langmuir estendido (EL). Adsorção preferencial de CO2 foi observada para a composição de mistura de CO2 maiores que 20% aproximadamente. A precisão das predições foi menor do que a desejável para uma aplicação em projetos de engenharia.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.ufc.br:riufc/15884 |
| Date | 23 February 2011 |
| Creators | Rios, Rafael Barbosa |
| Contributors | Azevedo, Diana Cristina Silva de, Cavalcante Júnior, Célio Loureiro |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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