Adsorção de fenol via carvão ativado tendo como estudo de caso o efluenteda Refinaria Gabriel Passos

Elaine Cristina Campos

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Type:	Dissertação de Mestrado
Title:	Adsorção de fenol via carvão ativado tendo como estudo de caso o efluenteda Refinaria Gabriel Passos
Authors:	Elaine Cristina Campos
First Advisor:	Adriane Salum
Abstract:	Foi estudado o processo de adsorção de fenol, a partir de amostra de solução sintética e do efluente da Refinaria Gabriel Passos, empresa situada no município de Betim/MG, com o objetivo de avaliar a utilização de carvão ativado comercializado pela empresa Carbonmar Comércio e Serviços de Carvão Ativado Ltda produzido a partir da casca de coco de dendê. O estudo partiu da caracterização prévia de propriedades do Carvão Ativado (CA), de avaliações de fatores que influenciam o processo de adsorção e da aplicação para adsorção em coluna. A caracterização prévia do CA partiu da determinação de área superficialmétodo BET, pela análise de infravermelho via Espectroscopia de Absorção Molecular na Região do Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e pela determinação do caráter ácido-base da superfície do CA. Já para a análise dos fatores que influenciam o processo de adsorção foram consideradas: (a) alterações do meio do tipo variação da massa de CA, (b) variação de pH entre 2,0-13,0, (c) variação da concentração de fenol de 0 a 1,063 mol/L, (d) variação do tempo de contato entre 0 e 24h, o que permitiu chegar a conclusão de um modelo de Pseudo 2ª Ordem para cinética, e, por fim, (e) variação da temperatura do meio de 26 a 50ºC, a qual permitiu a conclusão de uma isoterma do tipo Freundlich e dos parâmetros termodinâmicos (Gº < 0), (Hº < 0) e (Sº < 0), indicando que o processo de adsorção é espontâneo, exotérmico e de baixo grau de liberdade. O estudo de dessorção foi feito utilizando-se H2O quente a 80ºC (4,63%), NaOH 0,1 M (33,77%), Álcool Etílico PA 95% (36,93%) e diluído a 70% (38,49%) e Álcool Etílico Comercial 92,8º INPM (44,63%). O estudo em coluna foi realizado considerando uma coluna preparada por meio de bureta de 100 mL, diâmetro de 2,5 cm e altura de CA de 20 cm (cerca de 23g de CA), vazões de 12 e 17 mL para as concentrações de fenol de 0,787;0,910 e 2,031 mol/L, sendo a dessorção destas utilizando-se o Álcool Etílico Comercial 92,8ºINPM. Por fim, os ensaios com o efluente foram feitos a partir da análise da massa de CA necessária (40g de CA permitiu uma adsorção de 90%), da influência do tempo de contato na cinética (que também indicou o modelo Pseudo 2ª Ordem como melhor), dessorvente a ser utilizado, (melhor resultado para o NaOH 0,1 mol/L (38,93%), seguido do Álcool Etílico Comercial 92,8ºINPM (29,96%). O estudo em coluna para o efluente foi realizado considerando-se uma altura de leito de 45 cm, vazões de 12 e 17 mL/min e dessorção a partir de Álcool Etílico Comercial 92,8ºINPM a 7,0 mL/min, para se ter a representatividade dos fatos que ocorreram com solução sintética
Abstract:	The process of adsorption of phenol from the synthetic solution sample and the effluent from the Gabriel Passos Refinery, a company located in the city of Betim/MG, was studied to evaluate the use of activated carbon marketed by the company Carbonmar Comércio e Serviços de Carvão Ativado Ltda produced from the coconut palm bark. The study wasbased on the previous characterization of Activated Carbon (AC) properties, evaluations of factors that influence the adsorption process and the application for column adsorption. The pre-characterization of the CA was based on the determination of BET surface area, by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and by determining the acid-basecharacter of the CA surface. For the analysis of the factors that influence the adsorption process, the following variables were considered: (a) changes in the medium of the type of AC mass variation, (b) pH variation between 2.0-13.0, (c) phenol concentration variation from 0 to 1,063 mol/L, (d) variation of the contact time between 0 and 24h, which allowedthe conclusion of a Pseudo 2nd Order model for kinetics, and finally (e) variation of the temperature of the medium from 26 to 50ºC, which allowed the conclusion of a Freundlich type isotherm and thermodynamic parameters (Gº <0), (Hº <0) and (Sº <0), indicating that the adsorption process is spontaneous, exothermic and low degree of freedom. Thedesorption study was performed using hot H2O at 80 ° C (4.63%), NaOH 0.1 M (33.77%), Ethyl Alcohol PA 95% (36.93%) and diluted 70%, (38.49%) and Commercial Ethyl Alcohol 92.8°INPM (44.63%). The column study was performed considering a column prepared by means of a 100 mL buret, 2.5 cm diameter and 20 cm AC height (about 23 gAC), 12 and 17 mL flow rates for the concentrations of phenol of 0.787; 0.910 and 2.031 mol/L, the desorption of these being used Commercial Ethyl Alcohol 92.8°INPM. Finally, the tests with the effluent were done by analyzing the required mass of CA (40g of CA allowed a 90% adsorption), the influence of contact time on kinetics (which also indicated the Pseudo 2nd Order model as best), Desorbent to be used, (best result for NaOH 0.1 mol/L (38.93%), followed by commercial Ethanol Alcohol 92.8°INPM (29.96%). The column study for the effluent was performed considering a bed height of 45 cm, flow rates of 12 and 17 mL/min and desorption from commercial Ethyl Alcohol 92.8ºINPM at 7.0 mL/min, to obtain the representativeness of the facts that occurred with synthetic solution.Keywords: Adsorption, phenol, activated carbon, effluent and column
Subject:	Carbono ativado Adsorção Engenharia quimica
language:	Português
Publisher:	Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials:	UFMG
Rights:	Acesso Aberto
URI:	http://hdl.handle.net/1843/BUOS-AUPLXW
Issue Date:	19-Dec-2012
Appears in Collections:	Dissertações de Mestrado

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