Modelagem e simulação do processo de adsorção de compostos orgânicos em xisto, catalisador exaurido de FCC e carvão ativado em pó

• Ano de defesa: 2008
• Autor(a) principal: Stachiw, Rosalvo
• Orientador(a): Neves Junior, Flavio
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
• Palavras-chave em Português: Adsorção; Engenharia química - Modelos matemáticos; Xisto; Compostos orgânicos; Carbono ativado; Efluentes; Adsorption; Chemical engineering - Mathematical models; Schists; Organic compounds; Carbon, Activated
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/135

O alto custo do carvão ativado tem motivado a busca por materiais adsorvedores de baixo custo, como os subprodutos industriais. Neste sentido, o uso dos subprodutos industriais de xisto: finos de xisto (XC), xisto retortado (XR) e xisto retortado com pneus (XRP), proveniente do processo PETROSIX/PETROBRAS, e o catalisador exaurido (CAT), da unidade de FCC (Craqueamento Catalítico em Leito Fluidizado), foram caracterizados e utilizados neste trabalho na adsorção de compostos orgânicos de efluente líquido industrial. O objetivo geral deste estudo é modelar matematicamente o processo de adsorção de compostos orgânicos em xisto, catalisador exaurido de FCC e carvão ativado em pó, utilizando o modelo HSDM (Modelo de Difusão por Superfície Homogênea), e o comportamento hidráulico do sistema adsorvedor. A caracterização estrutural e química de várias amostras de xisto (finos de xisto, xisto retortado e xisto retortado com pneus) e do catalisador exaurido de FCC, além do desenvolvimento de um modelo computacional para a simulação do processo de adsorção são contribuições adicionais ao trabalho. Os resultados de caracterização dos adsorventes de xisto mostram que estes materiais são basicamente macroporosos e com área superficial em torno de 0,51 a 3,36 2 . 1 m g , além de apresentarem as mesmas estruturas cristalinas, e micrografias características dos argilominerais. Já o adsorvente CAT mostrou-se formado basicamente por faujasita, sílica e alumina, apresentando-se na forma de grânulos esféricos, irregulares e microporosos, com área superficial característica de materiais zeolíticos (148 e 155 2 . 1 m g ). Os ensaios de adsorção realizados nos efluentes sintéticos e industriais (Fenólico e Petroquímico) mostraram que existe potencial de aplicação dos subprodutos industriais de xisto e CAT na remoção de compostos orgânicos (corantes, fenóis e COT) destes efluentes. Os resultados das simulações obtidos do modelo proposto mostraram que o tratamento unicamente por adsorção em xisto ou CAT, tendo em vista os padrões ambientais de descarte de efluente (resolução CONAMA 357), é inviável. Isto por que a quantidade de adsorvente requerida é muito elevada. Entretanto, tais adsorventes podem ser utilizados na redução da carga orgânica de ambos os efluentes. Por questões de transporte, é indicado que cada subproduto industrial seja utilizado na própria indústria que lhe deu origem. Ou seja, o CAT é indicado para o tratamento do efluente Petroquímico e os adsorventes de xisto para o Fenólico.