ADSORVEDORES Prof. Marcelo José Raiol Souza

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1 ADSORVEDORES Prof. Marcelo José Raiol Souza
UNIVERSIDADE DO ESTADO DO PARÁ CENTRO DE CIÊNCIAS NATURAIS E TECNOLOGIA CURSO DE GRADUAÇÃO EM TECNOLOGIA AGROINDUSTRIAL – ÊNFASE MADEIRA ADSORVEDORES Prof. Marcelo José Raiol Souza

2 A adsorção é um processo seletivo e bastante apropriado para a remoção de gases e vapores presentes em baixas concentrações, principalmente, substâncias causadoras de odor. No entanto, a adsorção também é empregada para a recuperação de solventes. Ela leva significativa vantagem em relação aos incineradores de gases pela não necessidade de uso de combustível auxiliar, além de possibilitar a recuperação de solventes, quando se utiliza o processo regenerativo. A presença de material particulado no fluxo de gás a ser tratado prejudica o material adsorvente, encurtando o seu tempo de vida. O mesmo pode ocorrer com a condensação de líquidos. O processo de adsorção envolve a remoção de um ou mais componentes gasosos do fluxo de gás através de aderência dos mesmos na superfície de um sólido. As moléculas de gás removidas denominam-se ADSORBATO, e o sólido que retém, ADSORVENTE.

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4 Mecanismo de adsorção *Os contaminantes propagam sobre a superfície da partícula do adsorvente; *A molécula do contaminante migra para os poros da partícula do adsorvente; *A molécula do contaminante adere na superfície do poro.

5 O movimento de gases/vapores através de um leito adsorvente é freqüentemente referido como um processo dinâmico. A configuração mais comum de adsorção consiste na passagem de uma corrente gasosa (gás a ser tratado) através de um volume fixo ou leito de adsorvente. A corrente gasosa contendo o adsorbato (a uma concentração inicial Co) é passada através do leito (inicialmente livre de qualquer contaminante). A maior parte da fase sólida é rapidamente adsorvida no topo do leito. Após um certo período, a parte superior do leito torna-se saturada com o adsorbato e o mecanismo de adsorção, neste caso, passa a ocorrer nas camadas imediatamente inferiores do leito; a esta estreita faixa de adsorção dá-se o nome de zona de transferência de massa (ZTM, ou zona de adsorção).

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7 A taxa e o mecanismo do processo de adsorção, a natureza do equilíbrio de adsorção, a velocidade do fluido, a concentração de soluto na alimentação, e a altura do leito de adsorvente contribuem para a forma da curva de ruptura. Via de regra, o tempo de ruptura diminui com o decréscimo da altura do leito, com o aumento do tamanho da partícula do adsorvente, com o aumento da velocidade do fluido através do leito e com o aumento da concentração inicial do soluto na alimentação. Muitos sistemas adsorventes para o controle de odores têm sido focados na remoção de gás sulfídrico e COV. Uma neutralização ácido-base ou oxidação pelo ar, quer em fase líquida ou em leito adsorvente, pode desodorizar alguns destes compostos. Como a conversão química não é aplicada em todos os casos, a adsorção física utilizando carvão ativado granular (preferencialmente com a impregnação de químicos) é o método mais adequado para o controle de odores gerados em estações de tratamento. Os adsorvedores são extremamente efetivos na remoção de poluentes gasosos. Mesmo a baixas concentrações, os mesmos podem ser projetados e operados para eficiências próximas a 100%.

8 Substâncias adsorventes : O adsorvente apresenta a característica de ser um material sólido, poroso e de grande área superficial específica. Os principais adsorventes utilizados em poluição do ar são: • carvão ativado • alumina ativada • peneiras moleculares • sílica gel

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10 Capacidade de adsorção
Existem dois tipos de capacidade de adsorção. Um refere-se à capacidade em relação a saturação. O outro à capacidade de trabalho. Uma camada de adsorvente adsorve uma determinada substância durante um certo período de tempo sem grande variação na concentração de saída. A partir de um certo tempo de operação a concentração de saída começa a aumentar rapidamente até atingir eficiência de retenção zero, ou seja a concentração de saída é a mesma de entrada. O ponto em que a concentração começa a aumentar rapidamente é chamado de "breaking point". A capacidade de trabalho refere-se à capacidade de adsorção até atingir o "breaking point". A capacidade de adsorção de saturação é referida ao ponto em que a eficiência passa a ser nula.

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13 SIGNIFICADO DO ÍNDICE:
4. Alta capacidade para todos os materiais dessa categoria. Uma libra adsorve 20 a 50% de seu próprio peso (média 33%). Essa categoria engloba quase todos os odores. 3. Capacidade satisfatória. Adsorve entre 10 e 25% do peso (média 16,7%) 2. Razoável em função das condições de operação, requerendo estudos específicos Baixa capacidade de adsorção por carvão ativo, não sendo recomendado seu uso A adsorção, sempre que possível, deve ser feita a temperatura relativamente baixas. A capacidade de adsorção aumenta à medida que a quantidade de desorção é aumentada. A desorção, que é a retirada do poluente adsorvido do leito do adsorvedor, aumenta à medida que a temperatura de desorção é aumentada em relação à temperatura de adsorção. A desorção também pode ser aumentada pelo aumento do tempo de desorção.

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15 Regeneração Os adsorvedores podem operar com sistema de regeneração ou o material adsorvente pode ser descartado após a exaustão. A regeneração é conseguida em geral pela passagem em fluxo contrário de vapor a baixa pressão, o qual será condensado, juntamente com o adsorbato (substância adsorvida) num sistema de condensação adequado. Caso o adsorbato não seja de fácil condensação o mesmo deverá ser incinerado ou controlado por outro meio. A regeneração é importante para reduzir os custos do sistema quando o produto tem valor comercial e está presente em concentrações razoáveis, de preferência em altas concentrações.

16 Tipos de adsorvedores Adsorvedor de leito multiplos

17 Adsorvedor de leito fixo de carvão ativado

18 Adsorvedor de leito móvel