Estudo de reator fotocatalítico para tratamento de gases contaminados com compostos orgânicos voláteis (2019)
- Authors:
- Autor USP: MATSUMOTO, DANIELLE - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PQI
- Subjects: RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA; FOTOQUÍMICA; SIMULAÇÃO
- Language: Português
- Abstract: Este estudo apresenta o desenvolvimento de um reator de leito fluidizado em escala laboratorial para a degradação fotoquímica de compostos orgânicos voláteis, desde seu projeto até a construção de um modelo fluidodinâmico para posterior estudo de scale-up e otimização. O processo de tratamento baseia-se na foto-oxidação catalítica dos contaminantes em contato com dióxido de titânio (TiO2) e radiação ultravioleta. Para a construção da unidade laboratorial, o projeto contou com o financiamento do projeto PIPE - Fase 1 financiado pela FAPESP (No.00953/2016). Um dos resultados deste projeto foi uma pesquisa de mercado com diversos clientes que mostrou a necessidade de desenvolvimento de novas tecnologias para tratamento de gases contaminados com compostos orgânicos voláteis (COV). A unidade laboratorial foi montada e instalada, sendo realizados dois tipos de experimentos no reator fotocatalítico. O primeiro foi para tratamento de aromáticos (BTX) utilizando-se como catalisador TiO2, impregnado em sílica, sintetizado em laboratório. Como resultado desta etapa, observou-se que reator foi capaz de remover os contaminantes estudados. No entanto, nas condições investigadas, o processo não foi capaz de reduzir significativamente as concentrações de contaminante no ar tratado e o catalisador foi desativado pelos poluentes, requerendo um processo de regeneração. Para uma melhor avaliação do reator e a sua modelagem, optou-se por utilizar um poluente modelo, n-hexano, de forma a não degradar o catalisador. Para estes experimentos, o catalisador utilizado também foi trocado para TiO2 comercial tipo anatase. Resultados quantitativos relacionaram o aumento da conversão no reator com o aumento de massa de catalisador e diminuição com um aumento na vazão volumétrica. A partir destes experimentos, pode-se obter um modelo cinético baseado na determinação dos parâmetroscinéticos em um reator fotocatalítico usando a abordagem Langmuir-Hinshelwood para a degradação do n-hexano com sucesso. Por fim, a modelagem fluidodinâmica deste reator foi realizada utilizando-se o software comercial Fluent. Desenvolveu-se um modelo que considera a fluidodinâmica e cinética da reação obtida experimentalmente. Algumas simplificações foram feitas para otimizar os tempos de simulação e os principais resultados do CFD foram os campos de pressão, velocidade, fração volumétrica de sólidos e velocidade da reação de decomposição do n-hexano.
- Imprenta:
- Data da defesa: 26.02.2019
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ABNT
MATSUMOTO, Danielle. Estudo de reator fotocatalítico para tratamento de gases contaminados com compostos orgânicos voláteis. 2019. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2019. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-28112019-162521/. Acesso em: 23 abr. 2024. -
APA
Matsumoto, D. (2019). Estudo de reator fotocatalítico para tratamento de gases contaminados com compostos orgânicos voláteis (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-28112019-162521/ -
NLM
Matsumoto D. Estudo de reator fotocatalítico para tratamento de gases contaminados com compostos orgânicos voláteis [Internet]. 2019 ;[citado 2024 abr. 23 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-28112019-162521/ -
Vancouver
Matsumoto D. Estudo de reator fotocatalítico para tratamento de gases contaminados com compostos orgânicos voláteis [Internet]. 2019 ;[citado 2024 abr. 23 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-28112019-162521/ - Modelagem e simulação de reator solar usando fluidodinâmica computacional
- A comparison between the four Geldart groups on the performance of a gas-phase annular fluidized bed photoreactor for volatile organic compound oxidation
- Desenvolvimento de reator fotocatalítico para tratamento de gases contaminados com compostos orgânicos voláteis
- Kinetic modeling and experimental validation of a photocatalytic fluidized bed reactor for n-hexane degradation
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