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Title: Avaliação da capacidade de adsorção do carvão da pirólise do capim elefante em corantes têxteis red S-B e amarelo C-RG
Other Titles: Evaluation of elephant capital pyrolysis coal adsorption capacity in red S-B and yellow C-RG dyes
Authors: Brasil, Jéssica Alves
Keywords: Cinética;Kinetics;Adsorção;Corante;Capim elefante;Red S-B;Amarelo C-RG;Carvão ativado;Isoterma;Adsorption;Elephant grass;Dye;Yellow C-RG;Activated charcoal;Isotherm
Issue Date: 2-Sep-2019
Publisher: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citation: BRASIL, Jéssica Alves. Avaliação da capacidade de adsorção do carvão da pirólise do capim elefante em corantes têxteis RED S-B e amarelo C-RG. 2019. 83f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) - Departamento de Engenharia Química, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2019.
Portuguese Abstract: Os resíduos das atividades industriais causam sérios prejuízos ao meio ambiente, em especial aos corpos hídricos. Dentre esses resíduos podem-se citar os efluentes descartados pelas indústrias têxteis, que se caracterizam por apresentar alta carga de compostos químicos orgânicos. Os corantes são os principais resíduos desses efluentes, sendo estes compostos de difícil degradação e altamente tóxicos para o meio ambiente. Nesse trabalho foi estudado o processo de adsorção, em batelada, para remoção dos corantes têxteis comerciais (red S-B e o amarelo C-RG) fornecidos pela Indústria Vicunha Têxtil Ltda utilizando carvão comercial bem como carvão obtido da pirólise do capim elefante. O carvão da pirólise foi submetido à etapas de pré-lavagens, ativações químicas (HCl e H3PO4), física (N2 e T = 500ºC) e posteriormente foi carecterizado. O estudo de adsorção foi realizado para os dois corantes em um shaker, com volume da fase líquida igual a 50 ml e temperatura de 25ºC. As variáveis estudadas foram: pH do meio (2, 7 e 10), concentração inicial do soluto (5, 20 e 50 ppm) e massa do adsorvente (50 e 100 mg). Nas condições ótimas de operação foram construídas as isotermas de Langmuir e Freundlich, bem como proposto uma cinética de adsorção para averiguação dos modelos pseudo de 1ª e 2ª ordem. Os resultados experimentais mostraram através da análise de FRX que, os carvões (comercial e da pirólise, após lavagem) são constituídos dos principalmente por Ca (4,7 – 25,4), Fe (41,16 – 15,73%), K (10,95 – 1,9%) e Si (31,71 – 38,53%). A capacidade de adsorção foi maior para o carvão comercial (2 g/L), adsorvendo o corante amarelo C-RG (50 ppm), cujo valor foi de 92,02% em pH = 2,0. Enquanto que, para o carvão da pirólise, nas mesmas condições, o percentual máximo de remoção foi de 40,13% (tratado com H3PO4). Em ensaio realizado com a mistura dos dois corantes, carvão comercial e nas mesmas condições de operação, a porcentagem de remoção foi de 88%. Tanto para o carvão comercial adsorvendo o amarelo C-RG como para o carvão da pirólise do capim, a isoterma de Langmuir foi a que apresentou melhor ajuste em relação aos resultados experimentais. A constante de adsorção (KL) calculada teve como valor 1,0 L/mg e o fator de separação (RL) foi igual a 0,0219 indicando uma adsorção favorável. Em relação à cinética de adsorção utilizando o corante amarelo, o modelo que mais se ajustou aos pontos experimentais foi o de pseudo de 2ª ordem, para os dois tipos de carvão estudados. As constantes cinéticas tiveram como valores 0,00485 g/mg.min (carvão comercial) e 0,00285 g/mg.min (carvão da pirólise). Com corante red S-B não foi obtido bons resultados.
Abstract: Residues from industrial activities cause serious damage to the environment, especially to water bodies. Among these residues we can mention the effluents discarded by the textile industries, which are characterized by high load of organic chemical compounds. The dyes are the main waste of these effluents, being these compounds of difficult degradation and highly toxic to the environment. In this work the adsorption process in batch was studied to remove commercial textile dyes (red S-B and yellow C-RG) supplied by Vicunha Textile Industry Ltda using commercial coal as well as coal obtained from elephant grass pyrolysis. The pyrolysis charcoal was subjected to pre-wash, chemical (HCl and H3PO4), physical (N2 and T = 500ºC) and later characterization steps. The adsorption study was performed for both dyes in a shaker, with a liquid phase volume of 50 ml and a temperature of 25ºC. The studied variables were: medium pH (2, 7 and 10), initial solute concentration (5, 20 and 50 ppm) and adsorbent mass (50 and 100 mg). Under optimum operating conditions, the Langmuir and Freundlich isotherms were constructed, as well as an adsorption kinetics for the investigation of pseudo 1st and 2nd order models. Experimental results showed by FRX analysis that the coals (commercial and pyrolysis after washing) consist mainly of Ca (4.7 - 25.4), Fe (41.16 - 15.73%), K (10.95 - 1.9%) and Si (31.71 - 38.53%). The adsorption capacity was higher for commercial charcoal (2 g/L), adsorbing the yellow dye C-RG (50 ppm), whose value was 92.02% at pH = 2.0. While for pyrolysis coal, under the same conditions, the maximum removal percentage was 40.13% (treated with H3PO4). In a test performed with the mixture of the two dyes, commercial charcoal and under the same operating conditions, the removal percentage was 88%. For both commercial coal adsorbing yellow C-RG and for pyrolysis coal from grass, the Langmuir isotherm presented the best fit in relation to the experimental results. The calculated adsorption constant (KL) was 1.0 L/mg and the separation factor (RL) was 0.0219 indicating a favorable adsorption. Regarding the adsorption kinetics using the yellow dye, the model that best fit the experimental points was the second order pseudo for the two types of coal studied. The kinetic constants were 0.00485 g/mg.min (commercial coal) and 0.00285 g/mg.min (pyrolysis coal). With red S-B dye no good results were obtained.
URI: http://monografias.ufrn.br/handle/123456789/9430
Other Identifiers: 20150148165
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