Avaliação da interferência da porosidade do carvão ativado na captura de CO2 em coluna de adsorção de bancada

Abstract

A adsorção vem ganhando espaço na separação de gases, devido ocorrer em espaço reduzido e com materiais adsorventes eficientes e econômicos. A operação unitária de adsorção, ocorre em uma coluna, em que o material adsorvente captura o adsorvato, fluido de interesse ou poluente. Esse processo tem inúmeros fatores que interfere na eficiência da separação, e a porosidade do adsorvente é uma delas, a qual também está diretamente relacionada com a área superficial interna do mesmo. Para avaliação desse fator, este trabalho teve por objetivo analisar a interferência da porosidade do carvão ativado, CAG e CAP, na capacidade de adsorção do CO2. Os métodos utilizados foram: estudo da isoterma de equilíbrio, por meio teórico, e em seguida experimento em coluna de adsorção de bancada, ambos para estimar a capacidade de adsorção de CO2. Na avaliação da porosidade foi realizada a comparação dos resultados obtidos do experimento em bancada e da célula de ensaio de porosidade para ambos os carvões. Os resultados apontaram que o CAG possui maior capacidade de adsorção CO2, de 149,67 mg de CO2 /g de carvão, se comparado com o CAP, com 139,67 mg de CO2 /g. O CAG apresentou valores de porosidades menores sendo elas:eb: 0,25; ep: 0,35 e eT: 0,505, e área da superfície interna de 1.006 m2/kg, comparados com o do CAP: eb:0,35; ep: 0,55 e eT 0,71 e área de superfície interna de 223,9 m2/kg. A avaliação permitiu a compreensão de que a eficiência de um adsorvente se deve a materiais porosos com maior área de superfície interna. As porosidades tanto da partícula quanto do leito devem ser inversamente proporcionais, em que a porosidade da partícula seja alta e a porosidade do leito baixa, evitando assim o maior volume de vazios no leito e proporcionando melhor capacidade máxima de adsorção do adsorvente.