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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25467| Título: | Estudo da dessulfurização de biogás utilizando adsorventes hidróxidos duplos lamelares (HDL'S), carvão ativado e polímero macronet MN200 |
| Título(s) alternativo(s): | Study of biogas desulfurization using layered double hydroxides (LDH’s) adsorvents, activated carbon and macronet MN200 polymer |
| Autor(es): | Ziglioli, Eduardo |
| Orientador(es): | Baraldi, Ilton José |
| Palavras-chave: | Adsorção Energia elétrica - Produção Energia - Fontes alternativas Adsorption Electric power production Renewable energy sources |
| Data do documento: | 13-Ago-2020 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Medianeira |
| Citação: | ZIGLIOLI, Eduardo. Estudo da dessulfurização de biogás utilizando adsorventes hidróxidos duplos lamelares (HDl's), carvão ativado e polímero macronet MN200. 2020. Dissertação (Mestrado em Tecnologias Ambientais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2020. |
| Resumo: | O consumo de energia elencado ao desenvolvimento tecnológico vem resultando em incertezas quanto a geração energética. Nesse cenário, a produção de energia a partir do biogás gerado por digestão anaeróbia mostra-se uma excelente alternativa. O biogás é uma mistura gasosa, que contêm metano (CH4), dióxido de carbono (CO2), pequenas frações de sulfeto de hidrogênio (H2S), e outros constituintes. Para a sua utilização em motogeradores, é recomendado purificá-lo, a fim de evitar danos ao gerador, corrosão nas instalações e a emissão de óxidos de enxofre (SOx) na atmosfera. A adsorção é um processo físico ou químico que pode ser utilizado para a remoção de poluentes em pequenas concentrações.O estudo avaliou alguns adsorventes no processo de dessulfurização do biogás (remoção de H2S), para uso em motogeradores. Os adsorventes estudados foramMacronetTMMN200 (Purolite), Carvão Ativado, e nove diferentes Hidróxidos Duplos Lamelares sintetizados na UTFPR-MD. Os estudos foram realizados em bancada com biogás sintético em frascos de 20 e 100 mL, posteriormente em um biodigestor, sendo acoplada uma coluna de adsorção de pequena escala com controle de vazão. Os testes iniciais de bancada foram para avaliar seletividade de H2S/CH4e CO2/CH4ecapacidade de remoção e capacidade de dessorção. Com esses resultados,decidiu-se selecionar apenas três adsorventes para continuar os estudos sendo eles: MacronetTMMN200 (Purolite), Carvão Ativado e o HDLFe3O4@HDL Mg/Al 4:1 CTAB que tiveram os seguintes resultados em bancada para capacidade de remoção 0,0463; 186; 246 mgH2S/gads.O biodigestor utilizado se encontra em uma granja e tem uma produção média de 60m³/hora de biogás, onde instalou-se um leito fixo (D=10cm, H=40 cm)acoplado ao biodigestor e a vazão controlada por rotâmetro. Os resultados de adsorção específica para os adsorventes selecionados foram de 1,91; 71,5e 459,42mg (H2S).g-1(ads) respectivamente.Os resultados de dessorção demonstraram que o adsorvente MacronetTMMN200 (Purolite) é dessorvido por aquecimento na temperatura de 130 0C,o adsorvente Carvão Ativado na mesma temperatura perdeu eficiência a cada ciclo, já o adsorvente Fe3O4@HDL Mg/Al 4:1 CTAB praticamente não foi regenerado por aquecimento a 130 0C. |
| Abstract: | Energy consumption listed in technological development has resulted in uncertainties regarding energy generation. In this scenario, the production of energy from biogas generated by anaerobic digestion is an excellent alternative. Biogas is a gaseous mixture containing methane (CH4), carbon dioxide (CO2), small fractions of hydrogen sulfide (H2S), and other elements. For use in motor generators, it is recommended to purify it in order to avoid damage to the generator, corrosion in the installations and the emission of sulfur oxides (SOx) into the atmosphere. Adsorption is a physical or chemical process that can be used for the removal of pollutants in small concentrations. The study had the evaluation of some adsorbents in the process of desulfurization of biogas (removal of H2S), for use in motor generators. The adsorbents studied were MacronetTM MN200 (Purolite), Activated Carbon, and nine different Lamelar Double Hydroxides synthesized in UTFPR-MD. The studies were carried out on a bench with synthetic biogas in 20 and 100 mL vials, later in a biodigester, and a small-scale adsorption column with flow control was coupled. The initial bench tests were to evaluate selectivity of H2S/CH4 and CO2/CH4, removal capacity and desorption capacity, with these results it was decided to select only three adsorbents to continue the studies: MacronetTM MN200 (Purolite), Activated Carbon and HDL Fe3O4@HDL Mg/Al 4:1 CTAB that had the following results on the bench for removal capacity 0.0463; 186; 246 mgH2S/gads. The biodigester used is in a farm and has an average production of 60m³/hour of biogas, where a fixed bed (D=10cm, H=40 cm) was installed coupled to the biodigester and the flow controlled by rotameter. The results of specific adsorption for the selected adsorbentswere 1.91; 71.5 and 459.42 mg (H2S).g-1(ads) respectively. The results of desorption showed that the adsorbent MacronetTM MN200 (Purolite) is desorbed by heating at 130 0C, the adsorbent Activated Carbon at the same temperature lost efficiency every cycle, since the adsorbent Fe3O4@HDL Mg/Al 4:1 CTAB was practically not regenerated by heating at 130 oC. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25467 |
| Aparece nas coleções: | MD - Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Ambientais |
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