PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO PARANÁESCOLA POLITÉCNICA

CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA

DIANNE HELOISA BONFANTIFABIO AUGUSTO PETRUYFELIPE ANDRE SIQUEIRA

NATALLI JULIA ALVESSUELLEN TICIANE FERREIRA

PROCESSO DE ABSORÇÃO EM PLANTA PILOTO

CURITIBA2015

DIANNE HELOISA BONFANTIFABIO AUGUSTO PETRUYFELIPE ANDRE SIQUEIRA

NATALLI JULIA ALVESSUELLEN TICIANE FERREIRA

PROCESSO DE ABSORÇÃO EM PLANTA PILOTO

Relatório técnico apresentado à disciplina Laboratório de Engenharia Qúimica I do Curso de Graduação em Engenharia Química da Pontifícia Universidade Católica do Paraná como forma parcial de avaliação referente a 2aParcial.

Orientadora: Prof. Beatriz L Fernandes.

CURITIBA2015

SUMÁRIO

LISTA DE ILUSTRAÇÕES 3LISTA DE TABELAS 41 INTRODUÇÃO 52 OBJETIVOS 62.1 OBJETIVO GERAL 6

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 6

3 MATERIAIS E MÉTODOS72.1 MATERIAIS 7

2.2 MÉTODOS 7

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO 84 CONCLUSÕES 9REFERÊNCIAS 10

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

FIGURA 01 –

LISTA DE TABELAS

1 INTRODUÇÃO

A tecnologia de separação e purificação de CO2 por absorção, com diversos

absorventes, tem sido bastante empregada, por ser uma técnica economicamente

viável e de grande aplicabilidade na indústria (CARVALHO, 2009).

A absorção de gás ocorre com a transferência de um componente solúvel de

uma fase gasosa para um absorvente liquido relativamente não volátil. Nos casos

mais simples de absorção de gás, o absorvente líquido não se vaporiza, e o gas

contém apenas um constituinte solúvel. E nos casos mais complicados é possível

que vários componentes sejam absorvidos e que a parte do absorvente se vaporize

(FOUST, 1982).

Absorção aplicada à purificação de gases pode ser dividida de acordo com a

natureza da interação, sendo absorção física, absorção química reversível, por

exemplo, a absorção de dioxido de carbono, onde ocorre uma reação química entre

o componente gás a ser absorvido e o componente da fase liquida para formar um

produto de reação através de uma ligação fraca, ou absorção química irreversível

(KOHL, 1997).

A absorção envolve a adição de um componente ao sistema. Em muitos

casos o soluto deve ser removido do absorvente. Esta remoção pode ser feita numa

coluna de destilação, ou num equipamento de dessorção, ou mediante outro

processo separativo, porem de vários estágios e, em media menor, em equipamento

a contato continuo. (FOUST, 1982).

As colunas de absorção incorporam em seu interior dispositivos que visam o

aumento da área efetiva de transferência de massa e são descritos na literatura

como dispositivos auxiliares de contato liquido – gás. Neste equipamento observa-se

que um gás que contem um soluto é alimentado no fundo da coluna e um líquido

puro (solvente) é alimentado no topo do equipamento e ambas as correntes escoam

em contracorrente permitindo uma forte interação entre as fases nos diversos

dispositivos internos de contato. Neste processo o soluto é transferido da fase

gasosa para a fase liquida, permitindo que a corrente gasosa, que abandona a

coluna, tenha uma redução no poluente. O poluente absorvido pela fase liquida

poderá, em uma segunda etapa, ser recuperado utilizando outros processos de

separação tais como a destilação, adsorção liquida, entre outros (LEITE, 2005).

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2 OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GERAL

Lavagem de correntes gasosas contaminadas com um poluente mediante

processo de absorção relativa.

2.2OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Os objetivos específicos do trabalho são:

a) Realizar processo de absorção de gás por um líquido.

b) Determinar a quantidade de CO2 absorvido no processo em duas

vazões de liquido absorventes diferentes e comparar a eficiência entre

elas.

c) Determinar a quantidade de depósito de sólido que pode ocorrer

durante o processo.

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3 MATERIAIS E MÉTODOS

2.1MATERIAIS

Coluna de absorção com diâmetro interno de 80 mm, comprimento de

1600 mm

Recheio de anéis Rasching ø 8 mm

Cilindro de dióxido de carbono

Solução de NaOH 0,1 M

Bureta de 25 ml

Erlenmeyer de 20 ml

Proveta de 20 ml

Fenolftaleína

Condutivímetro

2.2MÉTODOS

esquema da coluna!

A) Início da operação

Ligou-se a bomba, ajustou-se a vazão da água em 300 L/h e esperou-se até a

observação da saída da água pela base da coluna. Ligou-se o fluxo de gás

carbônico em uma vazão de 0,50 m³/h e a vazão de ar em 1,0 m³/h.

Aguardou-se cinco minutos para a estabilização do sistema.

FIGURA 01: Visor de entrada de água na absorvedora

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FONTE: os autores, 2015.

B) Coleta de dados para o cálculo da quantidade de CO2 absorvida

Coletou-se uma amostra de 10 mL da base da coluna, separou-se esta

amostra em duas partes: a primeira determinou-se a condutividade, e a

segunda acrescentou-se quatro gotas de fenolftaleína, realizou-se a titulação

com NaOH 0,1 M e anotou-se o volume utilizado na titulação. Repetiu-se este

procedimento de coleta dados por mais cinco vezes a cada dez minutos.

FIGURA 02: Titulação da amostra coletada da base da coluna

FONTE: os autores, 2015.

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3 RESULTADOS E DISCUSSÃO

Obtiveram-se dados de volume, volume gasto do titulante e a condutividade

de cada amostra coletada:

Tabela 1 – Dados coletados durante o experimento.Amostra Tempo (min) Volume da

amostra (mL)Volume gasto de NaOH (mL)

Conduvitidade (µS /cm)

0 5 10 0,2 460

1 15 10 0,2 469

2 25 10 0,25 462

3 35 10 0,3 471

4 45 10 0,2 476

5 55 10 0,15 480FONTE: os autores, 2015.

A condutividade elétrica é uma propriedade físico-química de transporte e

deve aumentar de acordo com o tempo de cada amostra, o que representa a

quantidade de CO2 removida do processo.

A partir da Tabela 1, calculou-se a quantidade de CO2 livre de acordo com a

equação abaixo:

(Equação 01)

Tabela 2 – Resultados de quantidade de CO2 livre em cada amostra coletadaAmostra CO2 Livre

0 0,002

1 0,002

2 0,0025

3 0,003

4 0,002

5 0,0015 FONTE: os autores, 2015.

9

As reações químicas que descrevem a hidrólise do ácido carbônico:

CO2 + OH- HCO3-

HCO3- H+ + CO3

-

H+ + OH- H2O

.

10

11

4 CONCLUSÕES

- Realizar processo de absorção de gás por um líquido.

- Determinar a quantidade de CO2 absorvido no processo em duas vazões de liquido

absorventes diferentes e comparar a eficiência entre elas.

- Determinar a quantidade de depósito de sólido que pode ocorrer durante o

processo.

Devido ao aumento de CO2 mediada problemas do aquecimento global, forte e efeitos adversos sobre o desenvolvimento de um grande número de indústrias o futuro próximo são esperados. Como forma de mitigar o mundial o aquecimento, remoção do CO2 dos gases de combustão industrial é consideradoimportante. Os meios de remoção de CO2 incluem absorção porsolventes químicos, absorção física, separação criogênica,separação por membrana e etc Entre estes métodos, a absorção de CO2por alcanol amina (MEA) solução aquosa tem sido considerado como oa maioria das actividades de maneira eficaz e várias pesquisas foram realizadas pelaeste método e a maioria dos processos comerciais para a remoção de grandes quantidades deCO2 de correntes gasosas envolvem o uso de amines1,2,3.

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REFERÊNCIAS

CARVALHO, L. S., et al. Estudo da tecnologia de separação do CO2 de gases industriais por absorção com monoetanolamina –MEA. Revista Petro & Quimica. Edição 312, 2009

FOUST, A. S. Princípios das operações unitárias. 2ª edição. Rio de Janeiro, LTC, 1982. 600-601 p.

KOHL, A. L., NIELSEN, R. B. Gas purification. 5 ª Edit. Houston, Gulf Professional Publishing, 1997.

LEITE, A. B., et al. Absorção química de dióxido de nitrogênio. Engenharia Sanitaria e Ambiental, vol 10 nº 1. 2005

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