Produção e caracterização de carvões de eucaliptos ativados fisicamente com co2 ou gás da carbonização

Nubia Rangel Candido

Use este identificador para citar o ir al link de este elemento: http://hdl.handle.net/1843/RAOA-BAXKNC

Tipo:	Dissertação de Mestrado
Título:	Produção e caracterização de carvões de eucaliptos ativados fisicamente com co2 ou gás da carbonização
Autor(es):	Nubia Rangel Candido
primer Tutor:	Vanya Marcia Duarte Pasa
primer Co-tutor:	Marcos Juliano Prauchner
Resumen:	Os carvões ativados (CA) são materiais com elevada capacidade adsortiva amplamente utilizados em diversas aplicações industriais e ambientais. Mundialmente, o tratamento de água é responsável pela maior parte do consumo desses adsorventes (41%). O método mais empregado para produção industrial dos CA é a ativação física, por dispensar a utilização de reagentes químicos. O processo é composto por duas etapas: na primeira, denominada carbonização, além de um material sólido, são gerados produtos líquidos (extrato pirolenhoso e alcatrão vegetal) e gases não condensáveis como CO2, CO, H2O, CH4, H2; enquanto na segunda etapa, o sólido obtido é gaseificado por uma atmosfera parcialmente oxidante (geralmente vapor dágua ou CO2) em temperaturas na faixa de 700 a 1000 ºC. Tendo em vista que, no que diz respeito aos precursores lignocelulósicos, os principais agentes ativadores utilizados na segunda etapa são gerados durante a primeira etapa, o presente trabalho teve como objetivo principal produzir carvões ativados de madeira de eucalipto, para aplicação no tratamento de água, utilizando como agente ativador o gás gerado durante a carbonização da madeira de eucalipto em forno industrial. Inicialmente, foi estudada a ativação convencional com CO2 puro, para posterior comparação com os CA produzidos utilizando o gás da carbonização. Os CA obtidos com o gás da carbonização apresentaram estruturas semelhantes aos ativados com CO2 puro, sendo majoritariamente microporosos, embora tenham demandando uma maior perda de massa devido a presença de O2 na composição do gás da carbonização. O trabalho desenvolvido permitiu a identificação da temperatura de 850 ºC como a temperatura ótima de ativação para ambos os agentes ativadores. A amostra ativada com o gás da carbonização a 850 ºC, com perda de massa igual a 49%, apresentou área superficial BET de 680 m 2 g -1 , V0,95 de 0,316 cm3 g -1 , Vmic de 0,276 cm3 g -1 , número de iodo de 643 mg g -1 e índice de fenol de 2,0 g L -1 , enquanto a amostra ativada com CO2 puro com perda de massa de 33% apresentou área superficial BET de 695 m 2 g -1 , V0,95 de 0,303 cm3 g -1 , Vmic de 0,277 cm3 g -1 , número de iodo de 672 mg g -1 e índice de fenol de 2,2 g L -1 . Ambas as amostras atenderam as especificações da norma NBR 11834 para aplicação de CA no tratamento de água para abastecimento público. Os resultados apresentados mostraram que a metodologia proposta de aproveitamento do gás gerado durante a carbonização apresenta grande potencial para produção industrial de carvões ativados
Abstract:	Activated carbons (AC) are materials with high adsorptive capacity used in a wide range of industrial applications, with emphasis to environmental recovery and purification. Worldwide, water treatment accounts for the largest share of consumption of these materials (41%). The most commonly used method for industrial production of AC is through physical activation, since it does not require chemical products. The process consists of two stages: in the first one, called carbonization, in addition to a solid material, liquid products (pyroligneous acid and wood tar) and non-condensable gases like CO2, CO, H2O, CH4, H2 are also produced; in the second stage, the solid obtained is gasified by a partially oxidizing atmosphere (usually water vapor or CO2) in a temperature range from 700 to 950 °C. Regarding that, for lignocellulosic precursors, the main activating agents used in the second stage are generated during the first one, the main objective of this project was to produce AC of eucalyptus wood, for application into water treatment, using the gas generated during carbonization of the precursor in an industrial furnace as activating agent. Initially, it was studied the conventional activation with pure CO2, for future comparison with the AC produced using the carbonization gas. AC obtained with the carbonization gas presented similar structures to those activated with pure CO2, being mostly microporous, although they demanded a bigger weight loss due to the presence of O2 in the carbonization gas composition. The temperature of 850 ºC was identified as the optimal temperature for both activating agents. The sample activated with carbonization gas at 850 ºC, with 49% of weight loss, presented BET surface area of 680 m2 g -1 , V0.95 of 0.316 cm3 g -1 , Vmic of 0.276 cm3 g -1 , iodine number of 643 mg g-1 and the phenol index of 2.0 g L-1 , while the pure CO2 activated sample with 33% of weight loss presented a BET surface area of 695 m2 g -1 , V0.95 of 0.303 cm3 g -1 , Vmic of 0.277 cm3 g -1 , iodine number of 672 mg g-1 , and phenol index of 2.2 g L-1 . Both samples met the specifications of NBR 11834 standards for application of activated carbon in water treatment. Results showed that the proposed methodology for the use of the gas generated during the carbonization presents great potential for industrial production of activated carbon
Asunto:	Carbonização Carvão Carbonização Carbono ativado Engenharia quimica
Idioma:	Português
Editor:	Universidade Federal de Minas Gerais
Sigla da Institución:	UFMG
Tipo de acceso:	Acesso Aberto
URI:	http://hdl.handle.net/1843/RAOA-BAXKNC
Fecha del documento:	7-feb-2018
Aparece en las colecciones:	Dissertações de Mestrado

archivos asociados a este elemento:

archivo	Descripción	Tamaño	Formato
disserta__o_de_mestrado___n_bia_rangel_c_ndido.pdf		2.18 MB	Adobe PDF	Visualizar/Abrir

Mostrar registro completo del elemento Visualizar estadísticas