Eliminação de compostos orgânicos voláteis – COV’s por plasma Ciências Exatas e da terra / Física – Física dos Fluidos, Física de plasmas e descargas elétricas.

Apresentação em tema: "Eliminação de compostos orgânicos voláteis – COV’s por plasma Ciências Exatas e da terra / Física – Física dos Fluidos, Física de plasmas e descargas elétricas."— Transcrição da apresentação:

1 Eliminação de compostos orgânicos voláteis – COV’s por plasma Ciências Exatas e da terra / Física – Física dos Fluidos, Física de plasmas e descargas elétricas. Marina de Medeiros Machado, PUIC. Engenharia Ambiental – Campus Grande Florianópolis, Anelise Leal Vieira Cubas – Unisul, Josiane Gasperi - UFSC, Ivan Gonçalves de Souza – UFSC. Introdução Compostos orgânicos voláteis são aqueles que possuem alta pressão de vapor e são facilmente vaporizados em condições ambientes de temperatura e pressão, apresentando pontos de ebulição entre 50º a 260ºC, com exceção do metano 1. Uma das maiores fontes de COV’s na atmosfera urbana é através da frota veicular (combustão, perdas evaporativas na armazenagem e na distribuição de combustíveis fósseis) 1. Alguns COV’s são prejudiciais ao meio ambiente direta ou indiretamente. Dentre os problemas causados diretamente, tem maior importância os efeitos tóxicos que causam sérios riscos à saúde humana, que vão desde irritação da mucosa e problemas hematológicos, hepáticos, renais até problemas neurológicos. Entre os problemas causados indiretamente, destacam–se: degradação do ozônio estratosférico, efeito estufa e formação de ozônio troposférico 2. Dentre os COV’s, os de maior interesse são os compostos de benzeno, tolueno, etilbenzeno e xileno, conhecidos como BTEX, por apresentarem altos índices de toxicidade 3. A contaminação por BTEX está relacionada aos produtos derivados do petróleo, como por exemplo, a gasolina que apresenta em sua composição cerca de 10 à 59% de compostos aromáticos. Visando uma redução e um controle desses poluentes para atmosfera, estudou-se o processo de plasma de descarga corona, o qual se apresenta como uma alternativa de limpeza do ar bastante esperançosa quanto a remoção de gases tóxicos ou gases da combustão 4. Uma descarga corona é criada através da aplicação de uma série de pulsos de alta tensão aplicada a um fino fio metálico coaxial localizado dentro de um tubo metálico. Uma vez gerado o gás ionizado, os elétrons colidem com as moléculas de gás, criando espécies ativas conhecidas como radicais, as quais podem reagir com moléculas poluentes no fluxo de gás, tornando-as menos perigosas ou mais facilmente manipuladas 5. Objetivos Projetar e construir um sistema de plasma descarga corona; Passar os compostos orgânicos voláteis BTEX pelo plasma; Analisar por cromatografia gasosa os gases após serem submetidos ao plasma para observar se houve redução da concentração inicial. Metodologia Uma amostra do composto orgânico volátil encontrado na gasolina, o BTEX (benzeno, tolueno, etilbenzeno e xileno) de concentração 2000 mg.L -1 foi depositada em um frasco vaporizador. Um fluxo de ar comprimido arrastava o BTEX vaporizado para o interior do reator. Após o composto ficar retido no reator pelos tempos de 8, 10 e 12 min, o mesmo foi coletado em um amostrador de gases e injetado no cromatógrafo gasoso. A figura 1 mostra o sistema de bancada construído especialmente para a pesquisa. Resultados Pode-se observar na figura 2 que houve redução da concentração inicial do BTEX. O melhor tempo foi de 8 min do gás contaminante em contato com o plasma, ocorrendo melhor eficiência na decomposição dos compostos de BTEX. Conclusões A utilização de plasma na eliminação de compostos orgânicos voláteis (COV’s) mostrou-se eficiente, apresentando resultados satisfatórios na decomposição do BTEX. A utilização de reatores a plasma para eliminação de gases poluentes se mostrou bastante viável, simples e de fácil operação. Bibliografia 1. PICELI, P. C. Quantificação de Benzeno, Tolueno, Etilbenzeno e Xilenos no Ar de Ambientes Ocupacionais. Dissertação Submetida para Grau de Mestre em Engenharia Ambiental. Florianópolis, UFSC, 2005. 2. PEREIRA, D.A.;ABREU, M.T.; AZEVEDO, E. B.; CORRÊA, S.M. Avaliação da emissão de compostos orgânicos voláteis em uma unidade de pintura automotiva usando balanço de massa. In: XXIV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO. Florianópolis, p. 5264- 5270, nov. 2004. 3. JUNQUEIRA, T. L.; ALBUQUERQUE, E.L., TOMAZ,E. Estudo sobre compostos orgânicos voláteis em Campinas- SP. In: VI Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica, p. 1-6. 4. ODA, T.; Non-thermal plasma processing for environmental protection: decomposition of dilute VOCs in air. Journal of Electrostatics, 57, p. 293-311, 2003. 5. KOUTSOSPYROS, A.; YIN, S. M.; CHRISTODOULATOS, C.; BECKER, K. Destruction of hydrocarbons in non- thermal, ambient- pressure, capillary discharge plasmas, International Journal of Mass Spectrometry, 233, p. 305-315, 2004. Figura 2 - Cromatograma análise do BTEX (A- Branco do BTEX; B- BTEX 8 min). Figura 1 - Configuração do reator experimental de plasma. (1: ar comprimido; 2: Fluxímetro; 3: Frasco lavador de gases contendo BTEX; 4: Reator de plasma; 5: Fonte de alimentação; 6: amostrador de gases; 7: cromatógrafo gasoso). Agradecimentos: Unisul (PUIC), Fapesc e Ufsc