adsorção

Prévia do material em texto

ADSORÇÃO
Ailthon M. R. Sales
Igor D. da Silva
Wallisson 
ADSORÇÃO
	Operação de transferência de massa, onde estuda a habilidade de certos sólidos em concentrar na sua superfície determinadas substâncias existentes em fluidos gasosos e líquidos, possibilitando a separação dos componentes desses fluidos, logo que os componentes adsorvidos concentram-se sobre a superfície externa, assim quanto maior for a superfície externa por unidade massa sólida, mais eficiente será a adsorção, define-se a espécie que se acumula na interface do material de adsorbato ou adsorvato, e a superfície sólida aonde o adsorvato de acumula adsorvente.
Princípios básicos
	A adsorção é um dos métodos mais renomados para a remoção de poluentes encontrados em resíduos líquidos e gasosos, e também um método bastante empregado em processos de separação e purificação.
ADSORÇÃO
QUIMISSORÇÃO
Quando envolve a troca ou partilha de elétrons entres as moléculas do adsorvato e a superfície do adsorvente, logo resultando uma reação química, assim resultando em uma nova ligação química, e apresenta caráter bem mais forte que em fisissorção. 
FISISSORÇÃO
Quando ocorre interações físicas entre as partes, nela as moléculas ou átomos aderem à superfície do adsorvente, mesmo sendo ligações intermoleculares de longo alcance, são bastante fracas e incapazes de formar ligações químicas, assim quando uma molécula é fisicamente adsorvida retém a sua identidade, mesmo podendo ser deformada pela presença dos campos de força da superfície.
Fatores que influenciam o processo de adsorção
Área Superficial
	A intensidade de adsorção é proporcional à área superficial específica, tendo-se que a adsorção é um fenômeno de superfície.
Fatores que influenciam o processo de adsorção
Propriedades do adsorvente
	A natureza físico-química do adsorvente é um fator determinante, logo que sua capacidade e a taxa de adsorção dependem da área superficial específica, porosidade, volume específico de poros e distribuição do tamanho dos poros.
Fatores que influenciam o processo de adsorção
Propriedades do adsorvato
	Fortissima influência é a polaridade do adsorvato, logo que a espécie polar terá mais afinidade para o solvente ou para o adsorvato conforme sua respectiva polaridade.
Fatores que influenciam o processo de adsorção
Temperatura
	Afeta principalmente a constante de velocidade de adsorção, logo um aumento na temperatura pode ocasionar aumento de energia cinética e na mobilidade das espécies do adsorvato, e ainda provocar um aumento na taxa de difusão. 
Os principais tipos de materiais adsorventes
Vários materiais são utilizados de forma eficiente como agentes adsorventes, os adsorventes mais comuns utilizados industrialmente são o carbono ativado, a sílica gel, a alumina ativada (óxidos de alumina) e os zeólitos (filtros moleculares).
Os principais adsorvente industriais
Os principais adsorvente industriais
TerraFuller
Granulometria
1mm e 200MeshTyler
Aplicação
Branqueamento, clarificação e neutralização de óleos minerais, vegetais e animais,
Regeneração
15 a 30 minutos operando em fornos rotativos a 450°C
Porosidade
55%
Densidade
0,65 a 0,80 t m-3
Terra Fuller
Os principais adsorvente industriais
Argila Ativada
Granulometria
2 e 5 mm
Aplicação
Branqueamentos de produtos de petróleo
Regeneração
Aquecimento
Porosidade
-
Densidade
0,85 t m-3
Argila Ativada
Os principais adsorvente industriais
Bauxita
Granulometria
1 – 2 mm
Aplicação
Clarificar produtos de petróleo
Regeneração
Aquecimento, sem perda sensível de eficiência
Porosidade
35%
Densidade
0,85 t m-3
Bauxita
Os principais adsorvente industriais
Alumina
Granulometria
2-20 mm
Aplicação
Secagem de gases e líquidos
Regeneração
Porosidade
25-30%
Densidade
0,80 t m-3
Alumina
Os principais adsorvente industriais
Síliga-gel
Granulometria
-
Aplicação
É utilizada na secagem de gases, condicionamento de ar, purificação de gases (CO2, H2, O2, N2, Cl2), fracionamento de mistura de hidrocarbonetos, refino de produtos destilados de petróleo e recuperação de vapores de solventes orgânicos diversos( acetona, benzeno, thinner ou águaraz).
Regeneração
Aumento de temperatura e vácuo, ar quente entre 150°C e 180°C
Porosidade
35-50%
Densidade
0,65 a 0,85 t m-3
Sílica-gel
Os principais adsorvente industriais
Carvão de ossos
Granulometria
1 mm
Aplicação
Refino de açúcar
Regeneração
Lavagem seguida de fermentação , fervura comNaOHe carbonato de cálcio, lavagem comHCldiluído, secagem e queima a 400°C
Porosidade
-
Densidade
-
Carvão de ossos
Os principais adsorvente industriais
Carvões descorantes
Granulometria
0,5 e 5 mm
Aplicação
Filtrações
Regeneração
-
Porosidade
50 a 80%
Densidade
0,45 a 0,5 t m-3
Carvão descorantes
Os principais adsorvente industriais
Carvão para adsorção de gases
Granulometria
1,5 a 3 mm
Aplicação
Recuperação de vapores orgânicos , fracionamento de hidrocarbonetos gasosos e em máscaras contra gases
Regeneração
Evaporação doadsorbato
Porosidade
50 a 60%
Densidade
0,45 a 0,25 t m-3
Carvão para adsorção de gases
Tipos de adsorvedores
Leito único 
Fixo;
Móvel. 
Leito múltiplo
Fixo;
Móvel. 
Leito Único e Fixo
Fig 1: Adsorvedor de leito fixo.
Leito Único e Recheado
Fig2 : Leito recheado de adsorção com diferentes tamanho de esferas.
Adsorvedor de leito fixo
Fig3 : Equipamento de adsorção.
Unidade de adsorvedores
Fig4 : Instalação de adsorção em leito fixo.
Adsorvedor na vertical
É um tipo de leito especial de adsorção para recuperação de vapores utilizados;
Quando um elemento vai regenerando, automaticamente é fechado e o outro é aberto;
Reduz a área de implantação, permitindo obter leitos compactos;
Fig5 : Adsorvedor cilíndrico vertical.
Regeneração
Os adsorvedores podem operar com sistema de regeneração ou o material adsorvente pode ser descartado após o uso.
A dessorção do adsorbato é realizada na maioria das vezes por volatilização térmica. Geralmente é feito pela passagem do fluxo de vapor a baixa pressão, que será condensado juntamente com o adsorbato. 
O vapor de água circula pelo leito podendo haver uma perda de adsorvente, no caso do carvão pode chegar até 2% a 5%. 
Regeneração
Depois de realizar a dessorção com o vapor de água o condensado deve ser separado por decantação se a substancia for insolúvel em água, ou por outra operação como destilação se o recuperado for solúvel em água.
Podem também ser utilizados serpentinas de aquecimento colocado no interior do leito, neste caso deve-se passar um gás de purga através do leito no mesmo sentido 	que passa a mistura gasosa.
A regeneração é importante para reduzir os custos do sistema quando o produto tem valor comercial.
Curva de ruptura em leito fixo
Fig6 : Curva de ruptura.
Leito múltiplo e fixo
O gás entra na metade da altura da coluna, passa pelos adsorventes que podem ser fixados por pratos suportes, e os vapores saem por cima e por baixo da torre.
Fig7 : Leito múltiplo.
Adsorvedor de leito móvel
A corrente de ar poluída passa em fluxo horizontal através da coluna vertical adsorvedora. 
Fig8 : Leito móvel.
Unidade contínua de adsorvedor de leito móvel
Fig9 : Unidade de adsorvedor de leito móvel.
Eficiência 
A operação unitária de adsorção é extremamente eficiente na remoção de poluente. Em alguns casos podem chegar mais de 99% de eficiência.