Fabricação de um sistema para decomposição de naftaleno e tolueno como compostos modeladores de alcatrão por meio da aplicação individual e combinada de plasma e micro-ondas

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Moreira, Lucia Hiromi Higa
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Aerossol; Decomposition of tar model compounds; Hollow-anode; Microwave; Plasma; Tecnologia de micro-ondas
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-12042019-152236/

Neste trabalho foi apresentado um sistema para decomposição de aerossóis partindo de soluções contendo naftaleno (C10H8) e tolueno (C7H8) diluídos em nitrogênio por meio da aplicação individual e combinada de plasma e micro-ondas. O naftaleno e o tolueno são chamados nesta tese como \"compostos modeladores de alcatrão\" como sugere a literatura. A disposição e geometria das câmaras de plasma e micro-ondas foram estabelecidas por meio do auxílio de simulações fluidodinâmicas empregando o FloEFD V.16 (Mentor Graphics) associado aos modelos sólidos desenhados no Solid Edge ST10 (SIEMENS). Os processos de coleta de resíduos dos compostos modeladores de alcatrão, seja das cinzas, sejam da fração não decomposta foram obtidos de acordo com um protocolo bem estabelecido baseado em estudos descritos na literatura. As concentrações de tolueno e naftaleno foram obtidas utilizando espectrometria de mobilidade iônica com ionização por electrospray (ESI-IMS). Não foram empregados materiais catalisadores. As densidades de energia empregadas ao longo deste trabalho foram 0,73, 1,22 e 1,98 kWh·m-3, sob uma vazão constante de 10 L·min-1 de N2 para concentrações de 3,0 e 5,0 g·m-3 de naftaleno e tolueno. As temperaturas empregadas na decomposição térmica assistida por micro-ondas foram de 845, 960 e 1.016 °C. Para cada uma das densidades de energia, considerando a concentração de 3,0 g·m-3 de naftaleno, as eficiências obtidas por meio do plasma foram de 48,3, 59,6 e 72,2%, enquanto que aplicando micro-ondas foram de 46,2, 57,9 e 68,2%. Por outro lado, considerando a concentração de 5,0 g·m-3, as eficiências foram 31,5, 45,9 e 64,8% para plasma e 26,6, 44,3 e 56,8% empregando a decomposição térmica assistida por micro-ondas, respectivamente. Analogamente, considerando a concentração de 3,0 g·m-3 de tolueno, as eficiências foram de 52,2, 69,9 e 84,5 % por meio de plasma e 49,3, 66,8 e 79,9% por meio de micro-ondas. Finalmente, considerando a concentração de 5,0 g·m-3, as eficiências foram 33,8, 60,7 e 80,7 % empregando plasma e 30,1, 54,1 e 72,9% empregando a decomposição térmica assistida por micro-ondas, respectivamente. Por meio do teste pareado de Wilcoxon, pôde ser afirmado com evidência estatística suficiente a 95% de certeza de que decomposição por plasma foi mais eficiente do que a decomposição térmica assistida por micro-ondas e SiC.