Absorção Líquido - Gás

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UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ
 ESCOLA DO MAR, CIÊNCIA E TECNOLOGIA
ANDRÉ FELIPE RETTORE
ANTÔNIO MARCOS MELO SANTOS
ABSORÇÃO DE DIÓXIDO DE CARBONO UTILIZANDO HIDRÓXIDO DE SÓDIO ATRAVÉS DA ABSORÇÃO LÍQUIDO-GÁS
Itajaí
2019
UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ
ESCOLA DO MAR, CIÊNCIA E TECNOLOGIA
ANDRÉ FELIPE RETTORE
ANTÔNIO MARCOS MELO SANTOS
ABSORÇÃO DE DIÓXIDO DE CARBONO UTILIZANDO HIDRÓXIDO DE SÓDIO ATRAVÉS DA ABSORÇÃO LÍQUIDO-GÁS
Relatório apresentado como requisito parcial para a obtenção da M2 da disciplina de Operações Unitárias III, Universidade do Vale do Itajaí, Escola de ciência da Terra e do Mar.
Prof. Dra. Francielle Girard.
Itajaí
2019
RESUMO
	A absorção é um fenômeno que se fundamenta no princípio de transferência de um composto presente em um gás para um líquido devido à diferença de solubilidade e de concentração entre as fases. Uma das aplicações de uma coluna de absorção é para a purificação de um gás contendo dióxido de carbono (CO2). O experimento foi realizado com uma corrente de líquido contendo hidróxido de sódio em água e uma corrente gasosa de ar com dióxido de carbono para que fosse possível a formação do carbonato de sódio. Os resultados foram discutidos para duas vazões de líquido diferentes: 25 unidades de pulsação da bomba e 50 unidades de pulsação da bomba, onde concluiu-se que a menor vazão obtém resultados mais satisfatórios em tais condições. 
Palavras-Chave: absorção; titulação; carbonato de sódio e dióxido.
SIMBOLOGIA E NOMENCLATURA
 Unidade: [g].
 Unidade: [g].
 Unidade: [mL]
ácido clorídrico gasto utilizando alaranjado de metila. Unidade: [mL]
 
INTRODUÇÃO
	A absorção de gases é um processo usado, em plantas industriais, sendo como principal enfoque nos processos químicos, seja na preparação da matéria-prima para a transformação de insumos em produtos finais assim como na purificação dos produtos oriundos de tais processos, que engloba a transferência de um componente de uma mistura gasosa por um líquido que absorva por causa da solubilidade e a diferença de concentração entre fases. A transferência de massa e as reações químicas ocorrem de maneira simultânea sendo de extrema relevância industrial. (GOMIDE, 1980)
A caracterização deste tipo de processo, e a sua grande relevância fenomenológico, leva a aplicação em ao tratamento de gases provenientes de ambientes aéreos que estão submetidos as naturezas das atividades de transformação à presença de fontes geradoras de gases orgânicos e inorgânicos. Os contaminantes se distribuem através do ambiente aéreo destacando-se os mecanismos convectivos e difusivos de transporte de massa associados ao transporte de quantidade de movimento. (GOMIDE, 1980)
	As operações de absorção são de emprego comumente, nas indústrias química, petroquímicas e de alimentos à medida que é aplicada ao controle de poluição. Na indústria química, a produção de ácido clorídrico e sulfúrico envolve a absorção de gases, em sua fase fina. A absorção também é usada como aplicação para recuperações de produtos gasosos de misturas diluídas, como ocorre, na lavagem do gás de coque para a absorção da amina contida inicialmente e absorção de dióxido de enxofre em solventes como mono e dietanolamina. Na indústria de petróleo, a absorção de componentes mais pesados do que o metano, é feita em óleos leves na produção do gás natural. (GOMIDE, 1988)
	Quando se almeja que o gás ácido seja removido até teores menores, usa-se o processo de absorção com um agente líquido como solvente. Dentre os diversos solventes químicos e físicos usados para remoção de gases ácidos os frequentemente utilizados são as alcolaminas aquosas e carbonato de potássio aquecido. As vantagens dessas aminas são sua baixa volatilidade, alta solubilidade em água e também custos razoáveis. (AZEVEDO; CRUZ, 1994)
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
	A absorção gasosa é uma operação unitária difusional em que um ou vários componentes da mistura gasosa da alimentação se dissolve no líquido. Caracterizando-se como operação inversa ao esgotamento ou dessorção denominado “strippping”, usada quando há transferência de compostos voláteis englobados na mistura líquida alimentada para a fase gasosa. (GREEN ,2007)
	Na absorção, o soluto único ou uma mistura deles, todos contido na fase vapor englobados em uma corrente gasosa, são transferidos para uma fase líquida do produto em fase líquida que os absorve. No caso do stripping, o inverso ocorre, isto é, o soluto, ou a mistura deles, desta realizada em fase líquida, são transferidos, para o produto gasoso usado, na operação. Os fluxos de correntes de gás tanto vapor como líquido geralmente ocorrem em contracorrente e os dispositivos originam superfície de contato e turbulência que garanta a ocorrência da transferência de massa e energia. (Humphrey & Keller, 1997)
	A absorção engloba uma operação unitária de separação na qual ocorre a transferência de soluto de uma corrente gasosa para uma corrente líquida. A remoção pode ocorrer por meio de um processo físico através da solubilidade de um soluto em um líquido ou de um processo químico no qual o soluto reage quimicamente com o líquido. Esse processo envolve a transferência de massa em que um soluto gasoso A presente em uma mistura de gases, é absorvido por um líquido no qual o soluto é mais ou menos solúvel. A mistura gasosa é constituída por um gás inerte e o soluto. O líquido também é primeiramente imiscível na fase gasosa. (GEANKOPLIS, 1993)
	Quando duas fases são colocadas em contato, elas ocasionalmente atingirão o equilíbrio. Em uma mistura de gases, o grau com que um componente é absorvido, a dada temperatura e concentração é quantificado através de sua pressão parcial. NO momento em que a pressão parcial desse componente na fase líquida for igual à pressão parcial na fase gasosa, será atingido o equilíbrio líquido-gás, com equivalência de potenciais químicos em ambas as fases.
	Para realização da operação são frequentemente utilizadas colunas ou torres fechadas, em que o acondicionamento proporciona o aumento da área de contato entre as duas correntes. Para tanto são usados recheios ou pratos, sendo o fluxo das correntes gasosas e líquidas, na coluna, podendo ser contracorrente ou concorrente dependendo da situação. O fluxo concorrente é frequente quando há uma reação química entre o gás absorvido e a fase líquida, contudo, o fluxo contracorrente é o mais usado, já que isso garante que o gás que deixará a coluna encontrará o líquido que acaba de entrar não estando saturado com o soluto. Portanto, opta-se pelo fluxo descendente para o líquido devido o aproveitamento da ação da gravidade. (BLACKADDER, 2004)
	As condições de operação podem sofrer grandes variações, sendo dependente da concentração de soluto nas duas correntes, da relação de equilíbrio do soluto em ambas, e das condições de mistura para as correntes, já que cada corrente pode ser perfeitamente misturada, parcialmente misturada ou não misturada (fluxo separador). (BLACKADDER, 2004)
	Com intuito de predizer a concentração de um soluto em cada uma das duas fases, bem como a taxa de transporte do soluto, é necessário conhecer relações de equilíbrio entre elas, ou seja, são necessários dados experimentais de equilíbrio. As variáveis que mais afetam o equilíbrio de um soluto são temperatura, pressão e concentração (GEANKOPLIS, 1993).
3. MATERIAIS E MÉTODOS 
EQUIPAMENTO
Figura 1: Bancada de Absorção Líquido-Gás – Coluna de pratos com Recheios.
 Fonte: ECO EDUCACIONAL, 2007.
	
1 – Reservatórios para a preparação da solução adsorvente;
2 – Bomba Peristáltica;
3- Medidor de vazão (Rotâmetro), para Ar;
4 – Medidores de vazão (Rotâmetros para , e .
5 - Coluna de Absorção Líquido-Gás para operar em regime contínuo; construída com peças de teflon e vidro projetada com isolamento térmico a vácuo e totalmente desmontávelfacilitando manuseios; limpezas; adição ou subtração de módulos (estágios) de absorção e as eventuais trocas de recheio.
A coluna é constituída por:
MF- Módulo de Fundo, com diâmetro interno de 50 mm e altura de 100 mm, com pontos de coleta de amostra e monitoramento de temperatura;
MA – Cinco Módulos (estágios) de absorção; diâmetro interno de 50 mm e altura de 100 mm; formados por recheios de anéis de Raschig de 8 mm de tamanho característico, suportados em pratos perfurados; isolamento térmico a vácuo e com pontos de coleta de amostra e monitoramento de temperatura;
MT – Módulo de topo, com diâmetro interno de 50 mm e altura de 100 mm, com pontos de coleta de amostra e monitoramento de temperatura;
6 – Regulador de Nível, do módulo de fundo;
7 – Psicrômetro, de bulbo seco e bulbo úmido;
8 – Vacuômetro buordon;
9 – Reservatório de descarte do produto de fundo;
10 – Bomba de vácuo;
11 – Painel elétrico com indicador de temperatura, para termo resistências (pt-100) posicionados ao lado da coluna de absorção;
Válvulas de Bloqueio: 
VB1 e VB2: dos reservatórios de alimentação 1 e 2;
VB3: auxiliares de esgotamento de fundo;
VB4: auxiliar para equalização de nível;
VB5: drena líquido acumulado nos “traps” laterais da coluna;
VBV: da sucção da bomba de vácuo;
VAV: de alívio do vácuo do isolamento térmico da coluna de absorção e 
VT: de topo para regulagem da pressão interna da coluna de absorção.
3.2 MATERIAIS E ACESSÓRIOS
Solução de Absorção: solução de hidróxido de sódio (NaOH) para absorção de dióxido de carbono (. 
Gases: dióxido de carbono ( com válvula de topo/redução de pressão e ar comprimido.
Acessórios e Vidrarias para coletas e análises das fases líquidas e gasosas:
Conjunto de agulhas longas especiais, com seringa, para retiradas de amostras em cada estágio de absorção;
6 seringas de 60 mL, com ponta para adaptar agulhas;
Pera de sucção;
Suporte universal com pinça/mufla para bureta, para titulações;
2 béqueres de 250 ml;
Conta gotas;
6 erlenmeyers de 125 mL, boca larga para titulação;
Bureta de 25 mL;
Balança semi-analítica;
Reagentes Químicos:
Indicador fenolftaleína, para análises via titulações;
Indicador alaranjado de metila, para análises via titulações;
Hidróxido de sódio, P.A, para solução absorvedora de 
Biftalato de potássio, para padronização da solução de hidróxido de sódio e respectiva titulação;
Ácido Clorídrico para análises via titulação;
3.3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
	Ligou-se o painel elétrico, fazer vácuo na “camisa’, da coluna de absorção para que a mesma fique com isolamento térmico. Subsequentemente, fechou-se a válvula (VAV) e ligou-se a bomba de vácuo. Logo após, realização do vácuo foi atingida uma pressão de -650 mmHg, observando o vacuômetro Buordon, à medida que se atingiu ao vácuo desejado desligou-se a bomba de vácuo sendo que a válvula de retenção trava automaticamente. Os componentes são representados e seu respectivo funcionamento é dado conforme a figura 2:
Figura 2: Representação das válvulas.
 Fonte: ECO EDUCACIONAL, 2007.
	Logo após, nos reservatórios de solução absorvente previamente foram preparados pelo monitor responsável entre 20 e 50 litros de uma solução de NaOH e água; já deixando aberta a válvula (VB1), posteriormente com a válvula aberta abriu-se a válvula (VB3) de fundo da coluna fechada e a (VB4), ligou-se a bomba peristáltica e regulou-se a vazão absorvedora para 25 unidades de potência da bomba. Em seguida regulou-se o nível da solução de fundo (, com ajuda de um regulador de nível de maneira que o nível de saída atinja metade da altura deste módulo de fundo, realizando um “selo hidráulico”. Assim, a mistura gasosa que entrará pela coluna pela sua base, passará somente por ela em um fluxo ascendente e contracorrente com solução de absorção.
	Em seguida, abriu-se a válvula de e do ar comprimido, ajustou-se a vazão da mistura gasosa (ar+) na proporção e na vazão desejada com auxílio dos respectivos rotâmetros, portanto, ligando-se a bomba peristáltica. Sendo que inicialmente foi sugerido a vazão da fase gasosa de 10 L/min sendo a vazão de ar de 9,5 L/min e vazão de de 0,5 L/min, ou seja, uma mistura contendo 5 % volumétrico (50000 ppm) de .
	Subsequentemente, mediu-se a concentração real da mistura gasosa coletando amostras com auxílio de agulhas longas especiais através do septo na entrada de gás na coluna, utilizando seringas de injeção (60 mL) já contendo 10 mL de NaOH 0,0932 N em seu interior. Desacoplou-se a seringa do septo da coluna, contudo tamponando a seringa com uma agulha de ponta fechada, procedeu-se com movimentos de mistura, na seringa com intuito da reação completa de dióxido de carbono com o hidróxido de sódio contida na seringa. O hidróxido de sódio não reagiu foi quantificado por titulação por meio do método de Wander utilizando os indicadores fenolftaleína e alaranjado de metila.
	O procedimento adotado para a amostra gasosa foi previamente pesar a seringa de 60 mL vazia com a ponteira fechada, logo após, encheu-se com 10 mL de NaOH 0,0932 N e pesou novamente, subsequentemente, coletou-se até atingir 60 mL de amostra gasosa do estágio e movimentou-se durante 2 minutos. Utilizou-se fenolftaleína como indicador na titulação de HCl. Posteriormente, acrescentou-se alaranjado de metila, procedeu-se a titulação com HCl 0,1050 N. Para a amostra líquida pesou-se a seringa de 10 mL vazia com a ponteira fechada, em seguida encheu-se com 10 mL da amostra e pesou-se novamente, assim utilizou-se fenolftaleína para realização da titulação colorimétrica usando HCl com normalidade de 0,1050 N, logo após adicionou-se alaranjado de metila e continuou-se a titulação utilizando HCl. 
	A coluna foi deixada em operação, em regime permanente por cerca de 10 minutos e logo após procedendo-se a leitura das seguintes medidas: temperatura da solução de absorção tanto entrada como saída, temperatura da fase gasosa para a entrada e saída além da temperatura de equilíbrio das fases líquida e gasosa ao longo da coluna. A vazão da solução de absorção utilizada, no experimento foi de 25 unidades de potência da bomba, mantendo a mesma vazão da fase gasosa e a mesma concentração. As vazões de ar e de dióxido de Carbono foram monitoradas e mantidas respectivamente 9,5 L/min e 0,5 L/min. O procedimento utilizando o dobro de vazão do liquido (50 unidades de potência da bomba) foi realizado de forma similar e os resultados serão comparados.
	As amostras foram retiradas nos pontos de coleta 1, 2 e 3, representados na figura 3 a seguir:
Figura 3: Representação dos pontos de coleta.
Fonte: Autores, 2019.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Inicialmente, quando a coluna atingiu estágio de equilíbrio, ou seja, no momento em que não houve alterações significativas, nos valores de temperatura foram anotados os valores de temperatura na fase gasosa e na fase líquida conforme a Tabela 1 e a Tabela 2 a seguir:
Tabela 1: Valores de Temperatura, na fase gasosa.
	Fase Gasosa
	T (°C)
	Entrada
	22,2
	Módulo 1
	22,2
	Módulo 2
	22,2
	Módulo 3
	22,4
	Módulo 4
	21,7
	Saída
	21,6
Fonte: Autores, 2019.
Tabela 2: Valores de Temperatura, na fase líquida.
	Fase Líquida
	T (°C)
	Entrada
	22,6
	Saída
	21,7
Fonte: Autores, 2019.
	Subsequentemente, realizou-se as coletas das amostras, na entrada da coluna, no segundo estágio e no quarto estágio da coluna de modo que foi medido a massa da seringa vazia, a massa da seringa contendo amostra e os volumes gastos de fenolftaleína e alaranjado de metila utilizados durante a titulação conforme apresentado, nas Tabelas 3 e 4, respectivamente para amostra gasosa e amostra líquida:
Tabela 3: Dados referentes a coleta da amostra gasosa.
	Amostras
	 (g)
	 (g)
	 (ml)
	 (ml)
	Amostra 1
	32,9
	42,6
	8,5
	1,0
	Amostra 2
	32,7
	43,6
	10
	0,2
	Amostra 3
	33,2
	43,2
	9,3
	0,2
Fonte: Autores, 2019.
Tabela 4: Dados referentes a coleta a amostra líquida.
	Amostras
	(g)
	 (g)
	 (mL)(mL)
	Amostra 1
	8,7
	18,6
	8,2
	2,9
	Amostra 2
	8,5
	19,1
	9,5
	3,0
	Amostra 3
	8,10
	18,9
	9,5
	2,2
Fonte: Autores, 2019.
	Os cálculos posteriores coleta de dados referentes ao experimento foram realizados utilizando o software Excel através de uma planilha disponibilizada pela docente responsável e os resultados estão dispostos no Apêndice A – Memorial de Cálculo.
Através dos dados obtidos da vazão de dióxido de carbono em cada estágio da coluna e os valores de concentração tanto percentual como a massa de dióxido de carbono contida, em cada estágio, na fase gasosa construiu-se a tabela 5 a seguir:
Tabela 5: Vazões mássicas de dióxido, concentração percentual e massa para fase gasosa.
	Pontos de Coleta
	(g/min)
	
	
	
	Ponto de coleta 1
	0,6358
	34996,02
	3,499602
	0,003179
	Ponto de coleta 2
	-0,4268
	-23508,05
	-2,350805
	-0,00213
	Ponto de coleta 3
	-0,1034
	-5679,83
	-0,567983
	-0,000517
Fonte: Autores, 2019.
De acordo com os dados obtidos da vazão de líquido em cada estágio da coluna e os valores de concentração em cada estágio na fase líquida, construiu-se a tabela 6 a seguir:
Tabela 6: Vazões mássicas de dióxido, concentração percentual e massa para fase gasosa.
	Pontos de Coleta
	(g/min)
	
	
	Ponto de coleta 1
	0,064554
	0,0032277
	0,032277
	Ponto de coleta 2
	0,066780
	0,0033390
	0,033390
	Ponto de coleta 3
	0,048972
	0,0024486
	0,024486
Fonte: Autores, 2019.
A partir resultados obtidos para a fase gasosa pode-se inferir que houveram erros experimentais provenientes provavelmente da retirada de alíquotas na coluna de absorção e também da titulação, pois os valores encontrados para a titulação tanto com fenolftaleína quanto com alaranjado de metila não seguiram um padrão lógico aceitável, apenas o ponto de coleta 1 mostrou-se correto inclusive na comparação de concentrações, em que entrou aproximadamente 50.000 ppm de CO2 e no ponto 1 essa concentração diminuiu. 
Para a fase líquida, infere-se que os resultados obtidos foram satisfatórios uma vez que mostraram uma lógica seguindo o raciocínio de que no ponto de coleta 2 deve-se ter a maior massa de Na2CO3 e também a maior concentração por ser o “ponto de encontro” mais eficiente entre a solução e o gás.
	Para avaliar a mudança da concentração e vazão de carbonato de sódio construiu-se a tabela 6 a seguir onde se observa que tanto a vazão de carbonato de sódio na fase líquida como a concentração aumentam, portanto, pode-se inferir que há uma absorção da solução de hidróxido de sódio, portanto, ocorrendo a reação química de formação do carbonato de sódio:
Tabela 7: Dados de Vazão em função da Concentração de Carbonato de Sódio.
	W (g/min)
	C (g/ml)
	0,064554
	0,0032277
	0,066780
	0,0033390
	0,048972
	0,0024486
Fonte: Autores, 2019.
	A partir dos dados de vazão de carbonato de sódio e concentração de carbonato de sódio constrói-se o gráfico 1 relacionando as duas grandezas:
Gráfico 1: Vazão em função da Concentração de Carbonato de Sódio.
Fonte: Autores, 2019.
	A partir do gráfico 1 infere-se que a vazão de carbonato de sódio varia linearmente com a concentração de carbonato de sódio, portanto, apresentando um coeficiente de determinação de 1, logo 100% dos dados de vazão de carbonato de sódio são lineares em relação à concentração de carbonato de sódio. Para o CO2 não foi possível plotar o mesmo gráfico num primeiro instante devido aos erros experimentais.
	Para realizar a comparação entre os dados obtidos no experimento 1 com vazão de 25 unidades de potência da bomba, fez-se os mesmos cálculos para a vazão do experimento 2, o dobro. Nas tabelas 8 e 9 a seguir estão representados dados de temperatura obtidos:
Tabela 8: Valores de Temperatura, na fase gasosa.
	Pontos de Referência
	T (°C)
	Entrada
	22,5
	Módulo 1
	22,3
	Módulo 2
	22,2
	Módulo 3
	22,4
	Módulo 4
	21,8
	Saída
	21,7
Fonte: Autores, 2019.
Tabela 9: Valores de Temperatura, na fase líquida.
	Pontos de Referência
	T (°C)
	Entrada
	22,7
	Saída
	22,3
Fonte: Autores, 2019.
	Posteriormente, realizou-se as coletas das amostras, no ponto 1, 2 e 3 da coluna de modo que foi medido a massa da seringa vazia, a massa da seringa contendo amostra e os volumes gastos de fenolftaleína e alaranjado de metila utilizados durante a titulação conforme apresentado, nas tabelas 10 e 11, respectivamente para amostra gasosa e amostra líquida:
Tabela 10: Dados referentes a coleta da amostra gasosa.
	Amostras
	 (g)
	 (g)
	 (mL)
	 (mL)
	Amostra 1
	44,0
	44,4
	9
	1,1
	Amostra 2
	43,7
	43,9
	9,2
	0,9
	Amostra 3
	43,7
	50,3
	15,3
	1,7
Fonte: Autores, 2019.
Tabela 11: Dados referentes a coleta a amostra líquida.
	Amostras
	 (g)
	 (g)
	 (mL)
	 (mL)
	Amostra 1
	8,9
	19
	9,6
	0,8
	Amostra 2
	8,2
	18,5
	9,5
	1,5
	Amostra 3
	8,6
	19,5
	10,5
	1,6
Fonte: Autores, 2019.
	Para os dados anteriores foi determinada as vazões mássicas de dióxido de carbono, massa de dióxido de carbono, percentual de dióxido, na coluna e concentração volumétrica de dióxido, na coluna conforme a tabela 12 a seguir:
Tabela 12: Vazões mássicas de dióxido, concentração percentual e massa para fase gasosa.
	Pontos de Coleta
	(g/min)
	
	
	
	1
	0,4510
	24824,17
	2,48241675
	0,002255
	2
	0,2662
	14662,24
	1,46622240
	0,001331
	3
	-2,1824
	-119880,70
	-11,88072000
	-0,010912
Fonte: Autores, 2019.
De acordo com os dados obtidos da vazão de líquido em cada estágio da coluna e os valores de concentração em cada estágio na fase líquida, construiu-se a tabela 13 a seguir:
Tabela 13: Vazões mássicas de dióxido, concentração percentual e massa para fase gasosa.
	Pontos de Coleta
	(g/min)
	
	
	Ponto de coleta 1
	0,024142
	0,0006036
	0,003018
	Ponto de coleta 2
	0,033390
	0,0016695
	0,016695
	Ponto de coleta 3
	0,035616
	0,0017808
	0,017808
Fonte: Autores, 2019.
A partir resultados obtidos para a fase gasosa pode-se inferir que houveram erros experimentais provenientes provavelmente da retirada de alíquotas na coluna de absorção e também da titulação, pois os valores encontrados para a titulação tanto com fenolftaleína quanto com alaranjado de metila não seguiram um padrão lógico aceitável, os pontos de coleta 1 e 2 mostraram-se corretos inclusive na comparação de concentrações. 
Para a fase líquida, infere-se que os resultados obtidos foram satisfatórios uma vez que mostraram uma lógica. Com esses dados, pode-se plotar o gráfico 2 a seguir referente a vazão mássica de carbonato de cálcio por concentração de carbonato de cálcio, para o dióxido não será válido.
Gráfico 2: Vazão em função da Concentração de Carbonato de Sódio.
Fonte: Autores, 2019.
	Pode-se concluir que tendo em vista que o coeficiente de determinação foi de 0,9904, logo 99,04% dos dados de vazão de dióxido de carbono estão relacionados linearmente com o percentual de concentração volumétrica do mesmo. 
Ao analisar os resultados obtidos, ainda que errôneos, vê-se uma maior eficácia quando a vazão de líquido foi menor (25 unidades de potência), pois a concentração de carbonato de cálcio foi maior quando comparados entre si, logo, houve uma maior absorção por parte da menor vazão de água.
A título de comparação ainda, serão simulados novos resultados para a titulação de fenolftaleína e alaranjado de metila para que se possa analisar dados corretos do experimento e verificar os valores obtidos. Os valores estipulados estão dispostos nas tabelas 14 e 15 a seguir:
Tabela 14: Dados referentes a coleta da amostra gasosa.
	Amostras
	 (mL)
	 (mL)
	Amostra 1
	9
	1,1
	Amostra 2
	9,2
	0,9
	Amostra 3
	9,8
	1,3
Fonte: Autores, 2019.
Tabela 15: Dados referentes a coleta da amostra líquida.
	Amostras
	 (mL)
	 (mL)
	Amostra 1
	9,6
	0,8
	Amostra 2
	9,5
	1,5
	Amostra 3
	10,5
	1,6
Fonte: Autores, 2019.Para os dados anteriores foi determinada as vazões mássicas de dióxido de carbono, massa de dióxido de carbono, percentual de dióxido, na coluna e concentração volumétrica de dióxido, na coluna conforme a tabela 16 a seguir:
Tabela 16: Vazões mássicas de dióxido, concentração percentual e massa para fase gasosa.
	Pontos de Coleta
	(g/min)
	
	
	
	1
	0,2255
	12523,45
	1,252345
	0,002255
	2
	0,1331
	7391,89
	0,739189
	0,001331
	3
	0,0869
	4826,11
	0,482611
	0,000869
Fonte: Autores, 2019.
De acordo com os dados obtidos da vazão de líquido em cada estágio da coluna e os valores de concentração em cada estágio na fase líquida, construiu-se a tabela 17 a seguir:
Tabela 17: Vazões mássicas de dióxido, concentração percentual e massa para fase gasosa.
	Pontos de Coleta
	(g/min)
	
	
	Ponto de coleta 1
	0,017808
	0,0008904
	0,008904
	Ponto de coleta 2
	0,033390
	0,0016695
	0,016695
	Ponto de coleta 3
	0,035616
	0,0017808
	0,017808
Fonte: Autores, 2019.
A partir desses resultados, pode-se plotar os gráficos 3 e 4 com a finalidade de avaliar o comportamento da vazão frente a concentração do dióxido de carbono e do carbonato de cálcio.
Gráfico 3: Vazão em função da Concentração de dióxido de carbono
Fonte: Autores, 2019.
Gráfico 4: Vazão em função da Concentração de carbonato de sódio
Fonte: Autores, 2019.
Infere-se dos gráficos anteriores que com o ajuste simulado de dados, ambas as concentrações variam linearmente de acordo com a vazão mássica entre o absorvente e o absorvido.
CONCLUSÕES
Infere-se que a partir do experimento desenvolvido houve uma diminuição da concentração de dióxido de carbono ao longo da coluna devido a solução de hidróxido de sódio absorver o dióxido de carbono, logo, formando carbonato de sódio ao longo da coluna, à medida que, as concentrações volumétricas de dióxido de carbono, o percentual de dióxido de carbono e a vazão volumétrica diminuíram ao longo dos estágios da coluna o que comprova que havia a reação química acontecendo, confirmando o processo de absorção. Houve um aumento da concentração e das vazões referentes ao carbonato de sódio indicando que houve a ocorrência da reação química sendo que com uma maior vazão da coluna de entrada a absorção de dióxido de carbono torna-se mais significativa e consequentemente é maior a formação de carbonato de sódio.
Embora, o ponto referente a amostra 2 e 3 tenham originado um valor de vazão fisicamente incoerente foi realizada uma alteração do volume gasto de ácido clorídrico para que originasse o menor valor positivo, à medida que se pudesse simular o processo de absorção. O erro ocorrido pode ser acarretado devido à retirada das amostras não ser totalmente, na fase líquida ou gasosa, portanto, havendo as duas simultaneamente.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
AZEVEDO, G. G. e CRUZ, S. L., Análise de uma Coluna de Absorção de CO2 em uma Solução de Monoetanolamina. Anais do Congresso Brasileiro de Engenharia Química (COBEQ), 1, p. 852, São Paulo, 1994.
BALLY, A.P., 1961, Erdol und Kohle, Vol.14, pp.921-923.
BLACKADDER, D. A.; NEDDERMAN, R. Manual de operações unitárias: destilação de sistemas binários, extração de solvente, absorção de gases, sistemas de múltiplos componentes, trocadores de calor, secagem, evaporadores, filtragem. São Paulo: Hemus, 2004. xi, 276 p
GEANKOPLIS, Christie J. Transport Processes and Unit Operations. 3rd ed. New Jersey: Prentice Hall, 1993. 921 p.
GOMIDE, R., Operações Unitárias, 2 ed., São Paulo, Gomide, 160p, 1980.
GREEN, D.W., PERRY, R.H. Chemical Engineers’Handbook, ed. ,New York, USA: Mc Graw Hill, 2007.
HUMPHREY, J.L., KELLER II, G.E. Separation Process Technology. USA: McGraw Hill, 1997
FREITAS, H.L. Análise numérica da eficiência de separação gás-líquido do lavador de gás da Arcelormittal Monlevade. Belo Horizonte: 2012.
		
PROBLEMA PROPOSTO
O processo de produção de aço tem como consequência a geração de gases carregados de partículas sólidas. Contudo a legislação ambiental não permite o descarte desses gases na atmosfera sem tratamento prévio e com concentração de partículas acima dos limites de emissão estabelecidos o qual é de 50 mg/Nm³. 
Os gases gerados na produção desse aço chegam ao final do processo com uma vazão de 135.000 m³/h, temperatura máxima de 1000ºC, contendo no máximo 120 g/Nm3 de partículas sólidas, constituídas de óxidos de ferro, escória, cal, dióxido de sílica, dióxido de manganês entre outros. A faixa de tamanho das partículas varia de alguns milímetros a menos de 0,1 µm. Esse gás é então submetido a uma torre lavadora de gases a qual tem por objetivo resfriar esse gás e remover essas partículas sólidas até pelo menos os níveis aceitáveis de acordo com a legislação. No entanto a empresa prevê um aumento de produção, e com isso haverá um aumento na geração de gases contaminados, e consequentemente a necessidade de aumentar a capacidade da torre de lavagem de gases para atender a demanda. Esse aumento da capacidade da torre pode ocorrer pelo aumento de desempenho da que já está operando através da substituição de alguns equipamentos permitindo vazões maiores de gás e líquidos, ou pela implantação de uma nova torre em série.
APÊNDICE A - MEMORIAL DE CÁLCULO
	Os pontos de coleta considerados foram representados na figura 3 disponível no índice 3.3 descrito como procedimento experimental, portanto, os valores obtidos, na titulação como volume de ácido clorídrico gasto usando fenolftaleína como indicador e logo após o volume de ácido clorídrico gasto utilizando o alaranjado de metila como indicador foram substituídos conforme a figura 4 para a vazão de 25 unidades de potência da bomba a seguir sendo que previamente as normalidades das soluções são conhecidas e o ponto de coleta 1 foi determinado:
Figura 4: Dados referentes ao primeiro estágio da coluna.
Fonte: Autores, 2019.
O ponto de coleta 2 corresponde ao 3º estágio de absorção do CO2 e está disposto na figura 5:
Figura 5: Dados referentes ao terceiro estágio da coluna.
Fonte: Autores, 2019.
	O terceiro ponto de coleta corresponde ao quinto estágio da coluna, portanto, os dados de volume gasto de ácido clorídrico, nas titulações conforme método de Wander e as condições operacionais foram representadas a seguir mediante a figura 6:
Figura 6: Dados referentes a amostra gasosa no quinto estágio.
Fonte: Autores, 2019.
Para o líquido foi realizado da mesma forma e os pontos de coleta 1,2 e 3 estão representados respectivamente nas figuras 7, 8 e 9 a seguir:
Figura 7: Dados referentes a amostra líquida primeiro estágio.
Fonte: Autores, 2019.
Figura 8: Dados referentes a líquida gasosa no terceiro estágio.
Fonte: Autores, 2019.
Figura 9: Dados referentes a amostra líquida no quinto estágio.
Fonte: Autores, 2019.
Para o experimento 2, com o dobro da vazão inicial de líquido o método de cálculo foi o mesmo e está disposto a seguir:
Os pontos de coleta considerados foram representados na figura 3 disponível no índice 3.3 descrito como procedimento experimental. Conforme a figura 10 para a vazão de 50 unidades de potência da bomba a seguir sendo que previamente as normalidades das soluções são conhecidas e o ponto de coleta 1 foi determinado:
Figura 10: Dados referentes ao primeiro estágio da coluna.
Fonte: Autores, 2019.
O ponto de coleta 2 corresponde ao 3º estágio de absorção do CO2 e está disposto na figura 11:
Figura 11: Dados referentes ao terceiro estágio da coluna.
Fonte: Autores, 2019.
	O terceiro ponto de coleta corresponde ao quinto estágio da coluna, portanto, os dados de volume gasto de ácido clorídrico, nas titulações conforme método de Wander e as condições operacionais foram representadas a seguir mediante a figura 12:
Figura 12: Dados referentes a amostra gasosa no quinto estágio.
Fonte: Autores, 2019.Para o líquido foi realizado da mesma forma e os pontos de coleta 1,2 e 3 estão representados respectivamente nas figuras 13, 14 e 15 a seguir:
Figura 13: Dados referentes a amostra líquida primeiro estágio.
Fonte: Autores, 2019.
Figura 14: Dados referentes a líquida gasosa no terceiro estágio.
Fonte: Autores, 2019.
Figura 15: Dados referentes a amostra líquida no quinto estágio.
Fonte: Autores, 2019.
Resultados do Excel para os valores estipulados feitos de forma similar aos resultados anteriores:
Figura 16: Dados referentes ao primeiro estágio da coluna.
Fonte: Autores, 2019.
O ponto de coleta 2 corresponde ao 3º estágio de absorção do CO2 e está disposto na figura 17:
Figura 17: Dados referentes ao terceiro estágio da coluna.
Fonte: Autores, 2019.
	O terceiro ponto de coleta corresponde ao quinto estágio da coluna, portanto, os dados de volume gasto de ácido clorídrico, nas titulações conforme método de Wander e as condições operacionais foram representadas a seguir mediante a figura 18:
Figura 18: Dados referentes a amostra gasosa no quinto estágio.
Fonte: Autores, 2019.
Para o líquido foi realizado da mesma forma e os pontos de coleta 1,2 e 3 estão representados respectivamente nas figuras 19, 20 e 21 a seguir:
Figura 19: Dados referentes a amostra líquida primeiro estágio.
Fonte: Autores, 2019.
Figura 20: Dados referentes a líquida gasosa no terceiro estágio.
Fonte: Autores, 2019.
Figura 21: Dados referentes a amostra líquida no quinto estágio.
Fonte: Autores, 2019.