COMPARAÇÃO DE DESEMPENHO ENTRE CARBONO ATIVADO MICROPOSO E ZEÓLITA 13X EM UM PROCESSO DE VPSA

Resumo

Processos cíclicos de adsorção são apontados como tecnologias atrativas para a purificação e separação de gases. A tecnologia VPSA (Vacuum Pressure Swing Adsorption) consiste de um processo cíclico que utiliza modulação de pressão para operar e regenerar colunas recheadas com adsorventes. Em contraste com a tecnologia PSA (Pressure Swing Adsorption) a VPSA faz uso de vácuo durante a regeneração, o que tende a melhorar a eficiência desta etapa. Dessa forma, o objetivo desse trabalho é comparar a eficiência de um carbono ativado comercial (Charbon 500) com uma zeólita 13X em um processo VPSA. As amostras foram caracterizadas previamente com isotermas de adsorção de nitrogênio a 77 K para obter a área superficial e volume de microporos. A área superficial do carbono foi de cerca de 1023 m2g-1com volume de microporos de 0,39 cm3g-1, enquanto para a zeólita a área foi de 490 m2g-1, e volume de microporos de 0,185 cm3g-1. Os ensaios de VPSA foram realizados em um equipamento de bancada com 2 colunas recheadas com a amostra estudada e em seguida saturadas com N2. Para o experimento utilizou-se um fluxo de 85%N2 / 15%CO2, simulando cenários de pós-combustão. Realizou-se ciclos de 4 etapas compostos por pressurização, adsorção, blowdown e vácuo. Ao longo do experimento foram coletadas amostras do gás de saída para avaliar a pureza do produto. A partir dos perfis de temperatura obtidos, observou-se que o carbono ativado levou cerca de 40 minutos até entrar no estado cíclico estacionário, enquanto a zeólita levou cerca de 200 minutos. As purezas obtidas com o uso das duas amostras foram praticamente as mesmas, sendo cerca de 97,8% para o carbono e 98% para a zeólita, alcançados com tempos de ciclo de cerca de 240 s para o carbono e 396 s para a zeólita. Pode-se concluir com isto que a zeólita apresentou uma melhor performance devido ao maior tempo de ciclo, mesmo que os materiais tenham apresentado purezas semelhantes. Os autores agradecem a Petrobras pelo suporte financeiro.