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https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/4623
Tipo: | Trabalho de Conclusão de Curso |
Título: | Remoção de compostos sulfurados a partir de Syngas obtido por hidrogaseificação do carvão mineral |
Autor(es): | Massaneiro , Jonas |
Primeiro Orientador: | Muniz, Ana Rosa Costa |
1° Membro da banca: | Muniz, Ana Rosa Costa |
2° Membro da banca: | Lucchese, Márcia Maria |
3° Membro da banca: | Morais, Marcílio Machado |
4° Membro da banca: | Arruda, Alexandre Denes |
Resumo: | A preocupação atual por fontes limpas de geração de energia vem ocasionando uma crescente pesquisa em torno da gaseificação do carvão mineral. A gaseificação consiste na conversão termoquímica de material orgânico em combustível gasoso, também chamado gás de síntese (syngas). O carvão mineral é uma riqueza nacional pouco explorada, cuja aplicação é reduzida somente à sua queima para geração de energia elétrica. As emissões de compostos sulfurados provenientes da queima do carvão representam risco ao meio ambiente e para a população, com ênfase no sulfeto de hidrogênio (H2S) e no enxofre sulfático (SO42-). O objetivo deste trabalho foi focado na remoção de H2S e do SO42- do syngas através da tecnologia de absorção química em solução redox. Esse processo foi escolhido pela viabilidade econômica, através da possibilidade de reduzir custos de operação e reagentes. Os experimentos foram desenvolvidos no Laboratório de Energia e Carboquímica (LEC) e no Laboratório de Espectroscopia da UNIPAMPA, campus Bagé, onde foi conduzida a geração dos compostos sulfurados por meio de hidrogaseificação do carvão mineral da jazida de Candiota-RS e analisados os produtos. O gás produzido foi submetido in situ ao processo de absorção química por solução redox de Fe3+, obtida a partir do sal cloreto férrico (FeCl3), com e sem quelante EDTA. Durante o processo, houve precipitação de particulado na solução sem quelante, em virtude da reação de redução do Fe com SO42-, formando sulfato de ferroso (FeSO4). A parte sólida foi separada por centrifugação e filtração e, juntamente com as amostras líquidas, foram submetidos a análises qualitativas de titulometria, espectroscopia Raman e FT-IR. As amostras líquidas passaram pela análise de titulação de SO42- por hidróxido de bário (Ba(OH)2) solubilizado em metanol (CH3OH), com vermelho de alizarina como indicador. As duas amostras líquidas apresentaram turvamento e precipitação, indicando a presença do íon. Na amostra líquida com EDTA, ao adicionar excesso de titulante, houve precipitação de sulfato de bário (BaSO4) que também foi separado para análise. As amostras sólidas e líquidas foram submetidas a análises espectrométricas via Raman, com comprimento de onda 532 nm, 785 nm e 1064 nm. As amostras sólidas não apresentaram resultados definidos, devido à luminescência. Todas as amostras líquidas mostraram picos na região de 980 cm-1 até 1200 cm-1, característicos da presença de SO42-, e as amostras tituladas apresentaram também picos de grande intensidade em 1017 cm-1 por causa da vibração de alongamento assimétrico da molécula BaSO4. As amostras sólidas foram submetidas também à análise espectrométrica FT-IR apresentando resultados condizentes com a literatura para FeSO4 e BaSO4 em 625 cm-1, 997 cm-1 e 1271 cm-1. Pode-se implicar a presença de sulfatos nas amostras líquidas e nas amostras sólidas, mostrando qualitativamente a eficácia da absorção química por solução redox de ferro. A adição de EDTA não agregou resultados melhores ao processo, nem a seletividade da reação. Propostas futuras de trabalho poderão demostrar quantitativamente a eficácia do método, além de produzir e comparar o catalisador à base de ferro no mesmo processo. |
Abstract: | The current concern about clean sources of energy generation has led to a growing research on the gasification of coal. Gasification consists of the thermochemical conversion of organic material into gaseous fuel, also called synthesis gas (syngas). Mineral coal is an unexplored national wealth, whose application is reduced only to its burning for electricity generation. Emissions from sulfur compounds from coal combustion pose a risk to the environment and the population, with emphasis on hydrogen sulfide (H2S) and sulfatic sulfur (SO42-). The objective of this work was focused on the removal of H2S and SO42- from the syngas through the chemical absorption technology in redox solution. This process was chosen for economic viability, through the possibility of reducing operating costs and reagents. The experiments were carried out in the Laboratory of Energy and Carbochemistry (LEC) and in the Laboratory of Spectroscopy of UNIPAMPA, campus Bagé, where the sulfur compounds were produced by hydrogasification of the coal from the Candiota-RS deposit and analyzed the products. The gas produced was subjected in situ to the chemical absorption process by redox solution of Fe3+, obtained from the ferric chloride salt (FeCl3), with and without EDTA chelator. During the process, there was precipitation of particulate in the solution without chelating, due to the reduction reaction of Fe with SO42- forming ferrous sulfate (FeSO4). The solid part was separated by centrifugation and filtration, and in conjunction with the liquid samples were subjected to qualitative titration, Raman spectroscopy and FT-IR analyzes. The liquid samples underwent titration analysis of SO42- by barium hydroxide (Ba(OH)2) solubilized in methanol (CH3OH), with alizarin red as indicator. The two liquid samples showed turbidity and precipitation, indicating the presence of the ion. In the EDTA liquid sample, when excess titrant was added, there was precipitation of barium sulfate (BaSO4) which was also separated for analysis. The solid and liquid samples were subjected spectrometric analyzes by Raman, with wavelength 532 nm, 785 nm and 1064 nm. The solid samples did not present definite results due to their luminescence. All liquid samples showed peaks in the region of 980 cm-1 to 1200 cm-1, characteristic of the presence of SO42-, and the titrated samples also showed high intensity peaks at 1017 cm-1 owing to the asymmetric stretching vibration of the BaSO4 molecule. The solid samples were also submitted to FT-IR spectrometric analysis presenting results consistent with the literature for FeSO4 and BaSO4 at 625 cm-1, 997 cm-1 and 1271 cm-1. It is possible to imply the presence of sulfates in the liquid samples and in the solid samples, showing qualitatively the efficiency of the chemical absorption by redox solution of iron. The addition of EDTA did not add better results to the process, nor the selectivity of the reaction. Future work proposals can quantitatively demonstrate the efficacy of the method, in addition to producing and comparing the efficiency of the iron-based catalyst in the same process. |
Palavras-chave: | Enxofre Absorção química Titulometria Espectroscopia Raman Espectroscopia FT-IR Sulfur Chemical absorption Titration Raman spectroscopy FT-IR spectroscopy |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal do Pampa |
Sigla da Instituição: | UNIPAMPA |
Campus: | Campus Bagé |
Citação: | MASSANEIRO, Jonas. Remoção de compostos sulfurados a partir de Syngas obtido por hidrogaseificação do carvão mineral. 74 p. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) – Universidade Federal do Pampa, Campus Bagé, Bagé, 2019. |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/4623 |
Data do documento: | 19-Jun-2019 |
Aparece nas coleções: | Engenharia Química |
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