Análise do comportamento de um reator eletroquímico de leito poroso no tratamento de efluentes industriais contaminados por sulfeto de hidrogênio

Abstract

Resumo: Devido o crescimento da demanda energética e rigidez das leis ambientais, companhias petrolíferas têm se preocupado cada vez mais em remover contaminantes durante o processamento de petróleo. Dos contaminantes presentes no petróleo, os compostos sulfurados estão em maior quantidade, inclusive nos efluentes provenientes da condensação de gases e vapores do processamento e correntes de águas ácidas. Neste tipo de efluente o enxofre apresenta-se, por exemplo, na forma de sulfeto de hidrogênio dissolvido 2 H S , um gás altamente tóxico e responsável pela corrosão de equipamentos nas refinarias. Uma técnica de remoção do 2 H S de efluentes trata-se da oxidação eletroquímica. A maior vantagem da eletroquímica deve-se ao fato do seu reagente principal, o elétron, ser um reagente limpo. Desse modo, o objetivo desse estudo é a aplicação de processos de oxidação eletroquímica para neutralização de 2 H S em efluentes industriais. Porém, na realização dos testes é utilizada uma solução sintética e o primeiro passo do estudo são as voltametrias obtidas do registro das curvas de corrente versus potencial. Das voltametrias é possível determinar o potencial necessário a ser aplicado no reator para ocorrer a oxidação e verificar se a reação está controlada por transporte de massa ou transferência de carga. O segundo passo do estudo consiste nos testes em reator eletroquímico de bancada, de configuração perpendicular e leito poroso composto por carbono vítreo reticulado. O processo de oxidação eletroquímica é direto e controlado potenciostaticamente para evitar reações paralelas. Através da oxidação eletroquímica, o sulfeto dissociado foi oxidado a sulfato e tiossulfato, produtos de valor comercial, empregados em outros processos industriais, de modo que, nas condições de operação do reator, o produto principal trata-se do tiossulfato. Da análise dos perfis de concentração de sulfeto, sulfato e tiossulfato, e dos perfis de potencial e corrente aplicados, foi possível construir figuras de mérito e avaliar o desempenho do reator eletroquímico quando submetido a diferentes condições hidrodinâmicas, pela variação da vazão, e de sobrepotencial, pela variação da distância entre os eletrodos no reator. As figuras de mérito indicam que a melhor condição para formação de tiossulfato ocorreu na menor vazão utilizada 1 1,05lLh e na maior distância entre os eletrodos 60lmm . Além das figuras de mérito, também foi possível a obtenção de uma correlação entre números adimensionais, que indica quais etapas da oxidação de sulfeto podem ser controladas por transporte de massa.