OTIMIZAÇÃO DE MATERIAIS CARBONOSOS PARA SEPARAÇÃO DE GASES ÁCIDOS DO BIOGÁS.

Abstract

O sulfeto de hidrogênio (H2S) é um gás acido extremamente tóxico. A exposição a concentrações em torno de 300 ppm por 30 minutos é suficiente para levar uma pessoa a um estado de inconsciência. O limite aceitável de H2S é de apenas 10 ppm. Ele ocorre naturalmente durante a produção de biogás (até 2000 ppm), a qual tem sido incentivada, particularmente com desenvolvimento de novos projetos ligados a rejeitos de esgoto domésticos e aterros sanitários. Para retirada de H2S abaixo de 10 ppm (polimento) utiliza-se a adsorção em carbono ativado à temperatura ambiente, com considerável economia de energia.Devido à toxidade do H2S, experimentos laboratoriais são complicados e laboriosos, o que se agrava com a estrutura amorfa dos carbonos ativados de difícil caracterização. Objetivando otimizar o projeto de carbonos ativados e diminuir o esforço laboratorial de seleção de materiais, simulamos a adsorção de H2S em materiais carbonosos através do método de Monte Carlo no ensemble grande canônico. Aplicamos os códigos comerciais Accelrys e RASPA. Empregamos dois modelos de carbono ativado, homogêneo e heterogêneo. Avaliou-se a adsorção de H2S em tamanhos de poros distintos (7 Å, 8.9 Å e 18.5 Å), nos modelos utilizados. Por meio das isotermas de adsorção, mostrou-se que, em ambos os modelos, a quantidade adsorvida de H2S diminui com o aumento do tamanho dos poros. Com base nas condições de temperatura (293 K) e pressão aplicadas, a adsorção de H2S nos carbonos ativados é praticamente restrita aos menores microporos. Descobriu-se que não apenas microporos na faixa de 10 Å são importantes no processo de adsorção de H2S, também identificamosa grande relevância dos menores microporos (abaixo de 4 Å) na imobilização primaria do H2S presentes tanto em correntes do gás natural como do biogás.