Otimização das etapas de produção de solução, contendo íons de ferro, via eletrólise e de regeneração para purificação de biogás

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Tavares, Alexssander Juliano
• Orientador(a): Frare, Laercio Mantovani
• Banca de defesa: Frare, Laercio Mantovani , Maia, Djeine Cristina Schiavon , Orssatto, Fábio
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Medianeira
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Ambientais
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Energia - Fontes alternativas; Resíduos orgânicos; Sulfeto de hidrogênio; Renewable energy sources; Organic wastes; Hydrogen sulphide
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29707

O biogás produzido pela digestão anaeróbia de resíduos orgânicos, em função do uso pretendido em caldeiras, em aquecedores, em motores ou como biocombustível, necessita passar por um processo de purificação. A purificação objetiva reduzir as concentrações de alguns compostos como dióxido de carbono (CO2) e sulfeto de hidrogênio (H2S) que, respectivamente, reduzem o poder de combustão e causam graves problemas de corrosão. Entre as operações mais utilizadas para a remoção dos contaminantes do biogás pode-se citar a absorção, a adsorção, a filtração por membranas, a biofiltração, a microaeração e o resfriamento. Dentre essas, a mais utilizada é a absorção com o uso de alguma solução específica por meio da solubilização ou reação química entre o contaminante e um soluto. Um dos solutos utilizados é o ferro (Fe), seja na forma livre ou quelado. Mas a produção dessas substâncias queladas requerem um processo específico e encarecem a etapa de purificação. Este trabalho tem o objetivo de apresentar uma alternativa eficiente para a purificação de biogás por meio da produção de uma solução, contendo íons de ferro, na própria planta de produção, bem como a regeneração desta solução. O mecanismo utilizado para produzir a solução foi por meio da corrosão eletroquímica de placas de ferro metálico submetido à diferentes correntes elétricas, concentrações salinas (NaCl) e tempo de preparo. Para avaliar a eficiência das soluções preparadas, na remoção do H2S, e na regeneração destas, foi utilizado um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) como forma de planejamento experimental. Determinou-se as concentrações de ferro das soluções imediatamente após seu preparo e após os ensaios de purificação e regeneração. A partir dos resultados obteve-se modelos matemáticos válidos para otimização dos processos de produção e regeneração da solução de ferro. Verificou-se que houve uma redução da concentração dos íons de Fe3+ durante testes com o biogás e foi possível a regeneração da solução, possibilitando o seu reuso.