Aplicação de modelos matemáticos em Curvas de ruptura de poluentes Biogás
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Universidad Industrial de Santander
Abstract
Description
In this project biogas was purifed using separate packed bed adsorption columns using activated carbon, iron flings, kaolin and calcium carbonate. Experiments were performed in 2cm diameter and 9cm length polypropylene columns. The breakthrough curves were constructed with an average biogas fow of 2.2L per day. Samples were taken for almost 28 days, which biogas composition were quantifed using gas chromatography and online gas analyser. The curves were ftted to three mathematical models. Using activated carbon a correlation coeffcient of 0.9987 and 0.9991 for hydrogen sulfde (H2S) and ammonia (NH3), respectively, were obtained. In the case of iron flings a correlation coeffcient of 0.9945 and 0.9975 for H2S and NH3, respectively, were obtained. Using kaolin a correlation coeffcient of 0.9994 and 0.9885 for H2S and NH3, respectively, were obtained. Finally, using calcium carbonate with a correlation coeffcient of 0.9988 and 0.9985 for H2S and NH3, respectively, were obtained. Removal percentage of H2S and NH3 using activated carbon was 72.6 %, iron flings was 74.1 %, kaolin was 32.7% and calcium carbonate was 65.4 %.
Nesta pesquisa foi purifcado o biogás utilizando colunas de adsorção independentes empacotadas com carvão ativado, limalha de ferro e caulim. Os ensaios foram realizados em colunas de polipropileno de 2cm de diâmetro e 9cm de comprimento. As curvas de ruptura foram construídas com fuxo médio diário de 2,2L. As amostras foram retiradas durante 28 dias, as quais foram quantifcadas a composição de biogás através de cromatografa de gás e um analisador de gás on-line. As curvas foram ajustadas a três modelos matemáticos. Os resultados mostraram para carvão ativado um coefciente de correlação de 0,9987 e 0,9991 de sulfeto de hidrogênio (H2S) e amônia (NH3), respetivamente. No caso de limalha de ferro um coefciente de correlação de 0,9945 e 0,9975 de H2S e NH3, respectivamente. Para o caulim um coefciente de correlação de 0,9994 e 0,9885 de H2S e NH3, respectivamente. Para o carbonato de cálcio um coefciente de correlação de 0,9988 e 0,9985 de H2S e NH3, respectivamente. A percentagem de remoção de carvão ativado foi de 72,6 %, limalha de ferro foi de 74,1%, caulim foi de 32,7 %, e carbonato de cálcio foi de 65,4 %. Todas as curvas foram ajustadas para o mesmo modelo.
En este proyecto se purifcó el biogás empleando columnas de adsorción independientes empacadas con carbón activado, limadura de hierro, caolín y carbonato de calcio. Los experimentos se realizaron en columnas de polipropileno de 2cm de diámetro y 9cm de longitud. Las curvas de ruptura se construyeron con un fujo de biogás promedio diario de 2,2L. Se tomaron muestras durante 28 días como máximo, a las cuales se cuantifcaron la composición del biogás mediante cromatografía de gases y un analizador de gases en línea. Las curvas se ajustaron a tres modelos matemáticos. En el caso del Carbón activado se obtuvo un coefciente de correlación de 0,9987 y 0,9991 para el Sulfuro de Hidrógeno (H2S) y el Amoniaco (NH3), respectivamente. En el caso de la limadura de hierro se obtuvo un coefciente de correlación de 0,9945 y 0,9975 para el H2S y NH3, respectivamente. Empleando caolín se obtuvo un coefciente de correlación de 0,9994 y 0,9885 para el H2S y NH3, respectivamente. Con Carbonato de Calcio se obtuvo un coefciente de correlación de 0,9988 y 0,9985 para el H2S y NH3, respectivamente.El porcentaje de remoción del H2S y del NH3 del carbón activado fue del 72,6%, la limadura de hierro fue del 74,1 %, el caolín fue del 32,7 % y del carbonato de calcio del 65,4 %.
Nesta pesquisa foi purifcado o biogás utilizando colunas de adsorção independentes empacotadas com carvão ativado, limalha de ferro e caulim. Os ensaios foram realizados em colunas de polipropileno de 2cm de diâmetro e 9cm de comprimento. As curvas de ruptura foram construídas com fuxo médio diário de 2,2L. As amostras foram retiradas durante 28 dias, as quais foram quantifcadas a composição de biogás através de cromatografa de gás e um analisador de gás on-line. As curvas foram ajustadas a três modelos matemáticos. Os resultados mostraram para carvão ativado um coefciente de correlação de 0,9987 e 0,9991 de sulfeto de hidrogênio (H2S) e amônia (NH3), respetivamente. No caso de limalha de ferro um coefciente de correlação de 0,9945 e 0,9975 de H2S e NH3, respectivamente. Para o caulim um coefciente de correlação de 0,9994 e 0,9885 de H2S e NH3, respectivamente. Para o carbonato de cálcio um coefciente de correlação de 0,9988 e 0,9985 de H2S e NH3, respectivamente. A percentagem de remoção de carvão ativado foi de 72,6 %, limalha de ferro foi de 74,1%, caulim foi de 32,7 %, e carbonato de cálcio foi de 65,4 %. Todas as curvas foram ajustadas para o mesmo modelo.
En este proyecto se purifcó el biogás empleando columnas de adsorción independientes empacadas con carbón activado, limadura de hierro, caolín y carbonato de calcio. Los experimentos se realizaron en columnas de polipropileno de 2cm de diámetro y 9cm de longitud. Las curvas de ruptura se construyeron con un fujo de biogás promedio diario de 2,2L. Se tomaron muestras durante 28 días como máximo, a las cuales se cuantifcaron la composición del biogás mediante cromatografía de gases y un analizador de gases en línea. Las curvas se ajustaron a tres modelos matemáticos. En el caso del Carbón activado se obtuvo un coefciente de correlación de 0,9987 y 0,9991 para el Sulfuro de Hidrógeno (H2S) y el Amoniaco (NH3), respectivamente. En el caso de la limadura de hierro se obtuvo un coefciente de correlación de 0,9945 y 0,9975 para el H2S y NH3, respectivamente. Empleando caolín se obtuvo un coefciente de correlación de 0,9994 y 0,9885 para el H2S y NH3, respectivamente. Con Carbonato de Calcio se obtuvo un coefciente de correlación de 0,9988 y 0,9985 para el H2S y NH3, respectivamente.El porcentaje de remoción del H2S y del NH3 del carbón activado fue del 72,6%, la limadura de hierro fue del 74,1 %, el caolín fue del 32,7 % y del carbonato de calcio del 65,4 %.
Keywords
Mathematical Models, Breakthrough Curves, Biogas Purification, Hydrogen Sulfide, Ammonia, Adsorption., Modelos Matemáticos, Curvas de Ruptura, Purificación de Biogás, Sulfuro de Hidrógeno, Amoniaco, Adsorción., Modelos Matemáticos, Curvas de Ruptura, Purificação de Biogás, Sulfeto de Hidrogênio, Amônia, Adsorção.