Adsorção
O que é ?
Adsorção é uma reação heterogênea na qual as moléculas de gás são retidas em uma superfície sólida ou líquida (adsorvente também conhecido como uma peneira molecular) que prefere compostos específicos a outros e, portanto, os remove dos fluxos de efluentes (Figura 1). Quando a superfície adsorve tanto quanto pode, o conteúdo adsorvido é dessorvido como parte da regeneração do adsorvente. Quando dessorvidos, os contaminantes geralmente estão em uma concentração mais alta e podem ser recuperados ou descartados.
Os adsorventes típicos incluem (EIPPCB; 2016):
Os adsorventes típicos incluem (EIPPCB; 2016):
- carvão ativado granular (GAC), o adsorvente mais comum com uma ampla faixa de eficiência e não restrito a compostos polares ou apolares; O GAC pode ser impregnado, por exemplo, com oxidantes como o permanganato de potássio;
- zeólitas, propriedades dependentes de sua fabricação, funcionando como meras peneiras moleculares, trocadores de íons seletivos ou adsorventes de VOC hidrofóbicos;
- partículas de polímero macroporoso, que são usados como grânulos ou esferas, sem serem altamente seletivos em relação a VOCs;
- gel de sílica;
- silicatos de sódio-alumínio.
- adsorção em leito fixo;
- adsorção em leito fluidizado;
- adsorção em leito móvel contínuo;
- adsorção de oscilação de pressão (PSA).
Figura 1. Diagrama do sistema de adsorção de carbono ativo
Figura 2. Exemplos de colunas de leito fixo: em série (esquerda) e em paralelo (direita)
Design, manutenção e eficiência
Como todos os processos de adsorção são exotérmicos, eles causam um aumento de temperatura, o que não é desejável para a adsorção de compostos orgânicos. Carbono ou metais no GAC, bem como zeólitas, podem catalisar a oxidação de alguns compostos quando o adsorvente está quente, resultando em incêndios que também consomem parte ou todo o GAC, mas não o zeólito. Este é um perigo ao adsorver certos hidrocarbonetos (como cetonas ou compostos ativos comparáveis) em temperaturas ambientes próximas daquelas que causam a oxidação do composto orgânico. Tal incêndio no leito do GAC pode alterar o tamanho dos poros do restante do leito ou oxidar o leito a cinzas, o que é um incidente sério que pode queimar toda a instalação. Esses incêndios podem ser suprimidos pela umidificação do ar e pelo resfriamento intencional do GAC.
O monitoramento da temperatura da saída de gás do adsorvedor GAC é necessário para evitar o risco de incêndio. Outra medida importante é a queda de pressão no leito adsorvente. Do outro lado da cama, a pressão deve permanecer aproximadamente constante. Deve haver um alarme de alta pressão.
O monitoramento da temperatura da saída de gás do adsorvedor GAC é necessário para evitar o risco de incêndio. Outra medida importante é a queda de pressão no leito adsorvente. Do outro lado da cama, a pressão deve permanecer aproximadamente constante. Deve haver um alarme de alta pressão.
Aplicabilidade
tabela 1 mostra os limites e restrições de aplicação associados à adsorção (adaptado de EIPPCB, 2016, Tabela 3.166).
Tabela 1. Limites e restrições de aplicativos associados à adsorção.
NI = nenhuma informação disponível
Tabela 1. Limites e restrições de aplicativos associados à adsorção.
| Questão | Extensão GAC | Zeólitos |
|---|---|---|
| Fluxo de gás (Nm3/ h) | 100-100000 | <100000 |
| Temperatura (° C) | 15-80 (idealmente cerca de 20) | <250 |
| Pressão (MPa) | 0.1-2 | Atmosférico |
| Queda de pressão (mbar) | (10 - 50) | NI |
| Concentração de odor (ouE/m3) | 5000-100000 | NI |
| Conteúdo de poeira (mg / Nm3) | Baixa concentração para evitar obstrução | Baixa concentração para evitar obstrução |
| Umidade relativa do gás residual | max 70% | NI |
