Efeito do tratamento de carvão ativado comercial com KOH/KNO3 sobre a remoção de H2S do biogás.

Abstract

Resumo : O sulfeto de hidrogênio (H2S) é o principal poluente do biogás responsável pela corrosão em unidades de geração de energia, danos aos motores dos veículos e contaminação de catalisadores do processo de reforma do biogás. Pensando em economia circular, recentes iniciativas de investigação tiveram o objetivo de desenvolver materiais adsorventes rentáveis para tratamento de biogás. Nesse contexto, a adsorção em carvão ativado impregnado com agentes alcalinos vem mostrando bom desempenho, devido às características texturais, morfológicas e química de superfície, que contribuem com o processo de adsorção do H2S. Assim, o presente trabalho teve por objetivo avaliar o desempenho do carvão ativado comercial submetido a modificação estrutural com diferentes proporções dos agentes químicos hidróxido de potássio (KOH) e nitrato de potássio (KNO3) para a adsorção do H2S do biogás por meio de ensaios em coluna de leito fixo. Os materiais foram caracterizados por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia Eletrônica de Energia Dispersiva (EDS), Fisissorção de N2 (BET/BJH) e Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR). Os ensaios de adsorção foram realizados em coluna de leito fixo com fluxo ascendente contínuo, utilizando vazão volumétrica de 1,8 L min-1 com temperatura de 45°C, pressão de 2 bar e padrão de H2S de 1000 ppm. As análises de Fissisorção de N2 mostraram que todos os materiais possuem elevada área específica e presença de microporos, já o FTIR e o EDS revelaram a presença de diversos grupos oxigenados na superfície do material, sendo estes, sítios ativos que contribuem para a adsorção do H2S. A capacidade de adsorção de H2S do carvão ativado aumentou cerca de 10 vezes com a impregnação, onde o carvão sem impregnação apresentou capacidade de adsorção na ruptura de 8,55 mg g-1 e na saturação de 60,54 mg g-1 , já o material impregnado somente com KOH (7 g) demonstrou a melhor capacidade de adsorção na ruptura de 97,67 mg g-1 e na saturação de 176,71 mg g-1. Os ensaios realizados irão fornecer dados experimentais para a especificação de materiais promissores visando a construção e dimensionamento de colunas para uso em escalas maiores.