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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33799| Título: | Dessulfurização de biogás utilizando íon ferro III adsorvido em resina de troca iônica |
| Título(s) alternativo(s): | Desulfurization of biogas using iron III ion adsorbed in ion exchange resin |
| Autor(es): | Thrun, Matheus Damasio |
| Orientador(es): | Baraldi, Ilton José |
| Palavras-chave: | Adsorção Resíduos orgânicos - Purificação Sulfeto de hidrogênio Adsorption Organic wastes - Purification Hydrogen sulphide |
| Data do documento: | 24-Nov-2023 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Medianeira |
| Citação: | THRUN, Matheus Damasio. Dessulfurização de biogás utilizando íon ferro III adsorvido em resina de troca iônica. 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologias Ambientais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2023. |
| Resumo: | Os combustíveis fósseis enfrentam uma forte crise devido ao crescimento contínuo da população, bem como a diminuição das reservas naturais. Nesse contexto, a produção de energia a partir do biogás gerado por digestão anaeróbia de diferentes tipos de resíduos, apresenta-se como uma excelente alternativa. Entretanto, na composição do biogás são encontradas pequenas frações de sulfeto de hidrogênio (H2S), que causam danos aos geradores, corrosão nas instalações e a emissão de óxidos de enxofre na atmosfera. Para evitar esses danos, se recomenda realizar a purificação do biogás. A partir disso, foram realizados estudos em um sistema de purificação, em escala de bancada, para a redução da concentração de H2S presente no biogás, onde a sua reação com íons de ferro III (Fe3+), produz íons de ferro II (Fe2+) e enxofre elementar (S0). Posteriormente o Fe2+ é oxidado em Fe3+ pela oxidação com oxigênio presente no ar atmosférico. Para realizar a adsorção do Fe3+ foi adotada a resina de troca iônica (RTI) Dowex® MarathonTM C hydrogen form. A preparação de Fe3+/RTI ocorreu ao colocar RTI em contato com uma solução contendo Cloreto de Ferro III hexahidratado. Para os ensaios de dessulfurização, foi preparada uma solução de sulfeto (S2-) e mantida dentro de frascos com 1,5 g da resina de Fe3+/RTI. Após verificar que o sistema Fe3+/RTI perdeu eficiência, se faz necessário a regeneração com oxigênio e repetir as etapas cinco vezes, de modo a verificar a repetibilidade e a manutenção de eficiência do sistema. Com isso foi possível verificar a concentração de S2- no qual observou-se uma remoção superior à 72% em todos os testes realizados, monitorou-se a concentração de Fe3+ na solução de saída, no qual resultou em uma adsorção de 89,5% indicando que o Fe3+ se manteve ligado na RTI e verificou-se também que a RTI tem a capacidade de remover íons de S2- e possivelmente converter S2- em S0 como verificado em analises de espectroscopia de raio X acoplada a microscópio eletrônico de varredura (EDS-MEV). Com isso o sistema Fe3+/RTI tem a possibilidade tratar soluções aquosas contento H2S absorvido. |
| Abstract: | Fossil fuels face a severe crisis due to continued population growth as well as dwindling natural reserves. In this context, the production of energy from biogas generated by anaerobic digestion of different types of waste presents itself as an excellent alternative. However, small fractions of hydrogen sulfide (H2S) are found in the composition of biogas, which cause damage to generators, corrosion in installations and the emission of sulfur oxides into the atmosphere. To avoid this damage, it is recommended to purify the biogas. From this, studies were carried out in a bench-scale purification system to reduce the concentration of H2S present in biogas, where its reaction with iron III ions (Fe3+) produces iron II ions (Fe2+) and elemental sulfur (S0). Subsequently, Fe2+ is oxidized into Fe3+ by oxidation with oxygen present in atmospheric air. To carry out the adsorption of Fe3+, the ion exchange resin (IER) Dowex® MarathonTM C hydrogen form was adopted. The preparation of Fe3+/RTI occurred by placing IER in contact with a solution containing Iron III Chloride hexahydrate. For the desulfurization tests, a sulfide (S2-) solution was prepared and kept inside a bottle with 1.5 g of the Fe3+/IER resin. After verifying that the Fe3+/IER system has lost efficiency, it is necessary to regenerate with oxygen and repeat the steps five times, in order to verify the repeatability and maintenance of system efficiency. With this it was possible to verify the concentration of S2- in which a removal greater than 72% was observed in all tests carried out, the concentration of Fe3+ in the output solution was monitored, which resulted in an adsorption of 89.5% indicating that Fe3+ remained bound in IER and it was also verified that IER has the ability to remove S2- ions and possibly convert S2- into S0 as verified in X-ray spectroscopy analyzes coupled to an electron microscope scanning (EDS-SEM). Therefore, the Fe3+/IER system is able to treat aqueous solutions containing absorbed H2S. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33799 |
| Aparece nas coleções: | MD - Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Ambientais |
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