Curso Superior de Tecnologia em                                            Gestão Ambiental                               ...
Sumário                                                                                                                   ...
Introdução         Os impactos ambientais aumentaram          e, atualmente, o mais relevante          mundialmente é o a...
Introdução   Uma proposta foi apresentada    ao Centro de Tecnologia Mineral   Empresa produtora de alumina.   Mudança ...
Etapas do projeto                    5
Objetivo                                                                                                         6 Estudar...
Temperaturas históricas globais dos últimos 1000 anos e previsões das temperaturas globais                                ...
Esquema do efeito estufa.Fonte: http://www.rudzerhost.com/ambiente/estufa.htm                                             ...
Aquecimento global                Principais gases do                                        Potencial de Aquecimento Glo...
Cenários de emissões do CO2.Fonte: Banco Mundial, 2010                                   10
Elevação de temperaturas e do    nível do mar associados às altas concentrações de        CO2.Fonte: Banco Mundial, 2010  ...
    Dados do IPCC     mostram que o    nível do mar tem       aumentado      desde 1961 a    uma taxa média    de 1,8 mm ...
Aquecimento Global   Em 2011 a      Energy  International Agency (EIA)divulgou que as   emissões degases de efeitoestufa ...
Aquecimento Global   Uma das indústrias          Emissões de CO2 pela produção                                    de alum...
Indústria de alumínio                          Insumos da produção de alumínio                                        prim...
Fluxograma do Processo Bayer.                                                                   16                Fonte:CO...
Processo Bayer                 17
Lama vermelha     Esse resíduo    contém alto teor    de alcalinidade.                               Fonte: http://n.i.uo...
Disposição  a seco     XDisposição a úmido             Fonte: SILVA FILHO et al., 2007                                    ...
Lama vermelha   A disposição inadequada da lama vermelha pode    acarretar em problemas como:           Contaminação da ...
Lama vermelha   A lama vermelha surge como alternativa para a    indústria de alumínio como abatedora do CO2 e tem    com...
Absorção   A lama vermelha é composta geralmente por óxidos    de ferro, quartzo, aluminossilicatos de sódio,    carbonat...
Adsorção   A lama vermelha possui uma grande área superficial,    um bom tamanho de poros e uma boa distribuição    desse...
Aplicações da lama vermelha   A aplicação da lama vermelha em outras atividades    após a sua neutralização proporciona u...
Metodologia - AbsorçãoVazões e composições gasosas          utilizadas. Vazão (cm3   Composição (% CO2 v   min-1)         ...
Metodologia - Absorção1. Ajuste da concentração de CO2 empregando rotâmetro   e misturador.2. Alimentação do reator de vid...
Metodologia - Absorção   Nas suspensões com 20% e 5 % de sólidos foram    adicionados sais nos processos de absorção gaso...
Metodologia - Adsorção      Condições experimentais       para os ensaios de           adsorção.Teste            Condições...
Metodologia - Adsorção1. Ajuste da concentração de CO2 empregando rotâmetro,   misturador e analisador de gases2. Alimenta...
Metodologia – Análise Estatística   A fim de determinar e    avaliar a capacidade       de adsorção e a     correlação ex...
Resultados e Discussão - Absorção      13                                                                      35% A      ...
Resultados e Discussão - Absorção     12                                                             30% A     11         ...
Resultados e Discussão - Absorção      11                                                    E20%Ca                       ...
Resultados e Discussão - Absorção                      30                                                                 ...
Resultados e Discussão - Absorção     11     10pH     9                                                             20%, 3...
Resultados e Discussão - Adsorção                              Resultados Obtidos  Teste          % de Adsorção   Massa de...
Resultados e Discussão - AdsorçãoVariação do percentual de CO2 adsorvido com o tempo de contato em leito fixo.            ...
Resultados e Discussão - AdsorçãoSuperfície de contorno para capacidade de adsorção de CO 2 em leito fixo de              ...
Conclusão            39
40
Próximos SlideShares
Carregando em…5
×

TCC - UTILIZAÇÃO DA LAMA VERMELHA COMO AGENTE DE REMOÇÃO DE POLUENTES: captura de CO2

2.845 visualizações

Publicada em

A lama vermelha, resíduo da produção de alumina, é altamente alcalina e sua exposição afeta o meio ambiente quando disposta inadequadamente. Ela apresenta características que favorecem a captura de carbono, propiciando dois benefícios: a neutralização da lama vermelha e a diminuição do CO2, principal gás causador do efeito estufa que é responsável pela intensificação do aquecimento do planeta.

Publicada em: Tecnologia
0 comentários
1 gostou
Estatísticas
Notas
  • Seja o primeiro a comentar

Sem downloads
Visualizações
Visualizações totais
2.845
No SlideShare
0
A partir de incorporações
0
Número de incorporações
2
Ações
Compartilhamentos
0
Downloads
39
Comentários
0
Gostaram
1
Incorporações 0
Nenhuma incorporação

Nenhuma nota no slide

TCC - UTILIZAÇÃO DA LAMA VERMELHA COMO AGENTE DE REMOÇÃO DE POLUENTES: captura de CO2

  1. 1. Curso Superior de Tecnologia em Gestão Ambiental Campus Rio de Janeiro UTILIZAÇÃO DA LAMA VERMELHA COMO AGENTE DE REMOÇÃO DE POLUENTES: captura de CO2Aluna: Thaíse Nunes Lima 1Orientadora: Profª. Drª. Simone Lorena Quiterio de Souza Rio de Janeiro , 2012
  2. 2. Sumário 2 Introdução 1.Aquecimento global 2.Captura de CO2através da lama vermelha 3.Metodologia 4.Resultados e discussãohttp://vidadeuniversitario.files.wordpress.com/2010/04/apresenta-ccedil-atildeo-da-pessoa-thumb7408464.jpg Conclusão
  3. 3. Introdução Os impactos ambientais aumentaram e, atualmente, o mais relevante mundialmente é o aquecimento global. http://u.jimdo.com/www34/o/sd8f98e172e759248/img/i9d73e51ee8682ddb/1279203410/std/image.jpg  O dióxido de carbono (CO2) é o principal gás de efeito estufa. https://lh6.googleusercontent.com/- flBKTVWYQAI/TXPdrjsEWJI/AAAAAAAAA4A/ X-gORAxTHDY/CO2.jpg Um exemplo de tecnologias de captura e armazenamento de CO2 é a fixação industrial em carbonatos inorgânicos. 3
  4. 4. Introdução Uma proposta foi apresentada ao Centro de Tecnologia Mineral Empresa produtora de alumina. Mudança de matriz energética Maior emissão de CO2 http://www.saiadolugar.com.br/arquivos/2010/03/parcerias.jpeg Solução: utilizar lama vermelha para capturar CO2. 4
  5. 5. Etapas do projeto 5
  6. 6. Objetivo 6 Estudar a capacidade de absorção do CO2 originado de misturas gasosas sintéticas por amostras de lama vermelha e avaliar a eficiência de captura do CO2 pela lama vermelha através do processo de adsorção. http://2.bp.blogspot.com/-7IE3fiVGHfM/Tj3GU3LXC5I/AAAAAAAACeg/G5kQ_Obkuo0/s1600/Objetivo+NFU.png
  7. 7. Temperaturas históricas globais dos últimos 1000 anos e previsões das temperaturas globais dos próximos 100 anos.Fonte: Banco Mundial, 2010 7
  8. 8. Esquema do efeito estufa.Fonte: http://www.rudzerhost.com/ambiente/estufa.htm 8
  9. 9. Aquecimento global  Principais gases do Potencial de Aquecimento Global em um horizonte de tempo de 100 anos. efeito estufa: Gás GWP CO2 1 CH4 21 N2O 310 HFC-23 11,700 HFC-32 650 HFC-125 2,800 HFC-134a 1,300 HFC-143a 3,800 HFC-152a 140 HFC-227ea 2,900 HFC-236fa 6,300 HFC-4310mee 1,300 CF4 6,500 C2F6 9,200 Emissões antrópicas globais de gases de efeito C4F10 7,000 estufa em 2004. C6F14 7,400 SF6 23,900 Fonte: IPCC (1995).Fonte: IPCC 4th Assessment Report: Climate Change 2007: Synthesis Report. 9
  10. 10. Cenários de emissões do CO2.Fonte: Banco Mundial, 2010 10
  11. 11. Elevação de temperaturas e do nível do mar associados às altas concentrações de CO2.Fonte: Banco Mundial, 2010 11
  12. 12.  Dados do IPCC mostram que o nível do mar tem aumentado desde 1961 a uma taxa média de 1,8 mm ano-1 e que desde 1993 o aumento é cerca de 3,1 mm ano-1 devido ao aumento da temperatura e derretimento das geleiras Mudanças na temperatura, nível do mar e cobertura de neve no Hemisfério Norte. Fonte: IPCC 4th Assessment Report: Climate Change 2007. Synthesis Report, 2007. 12
  13. 13. Aquecimento Global Em 2011 a Energy International Agency (EIA)divulgou que as emissões degases de efeitoestufa de 2010 bateram recorde e aquantidade de CO2 emitida chegou a 30,6gigatoneladas. Fontes de emissão de CO2. Fonte: EPA - Inventory Of U.S. Greenhouse Gas Emissions And Sinks (1990-2009), 2011 13
  14. 14. Aquecimento Global Uma das indústrias Emissões de CO2 pela produção de alumínio (1 Tg = 1Mt). que mais emitem Ano Tg CO2 eq CO2 na atmosfera é a indústria de 1990 6,8 alumínio. 2000 6,1 De acordo com o 2005 4,1 IPCC o processo 2006 3,8 de produção do alumínio é 2007 4,3 responsável, por aproximadamente 2008 4,5 , 1% das emissões 2009 3,0 globais de gases de efeitos estufa. Fonte: EPA - Inventory Of U.S. Greenhouse Gas Emissions And Sinks (1990-2009), 2011 14
  15. 15. Indústria de alumínio Insumos da produção de alumínio primário. Insumo Quantidade Alumina 1919 kg t-1 Al Energia elétrica 15,0 MWhcc t-1 Al Criolita 8,0 kg t-1 Fluoreto de alumínio 19,7 kg t-1 Coque de petróleo 0,384 kg kg-1 Al Piche 0,117 kg kg-1 Al Óleo combustível 44,2 kg t-1 Fonte ABAL: http://www.abal.org.br/aluminio/producao_alupri.asp 15
  16. 16. Fluxograma do Processo Bayer. 16 Fonte:CONSTANTINO, V.R.L. et al., 2002
  17. 17. Processo Bayer 17
  18. 18. Lama vermelha  Esse resíduo contém alto teor de alcalinidade. Fonte: http://n.i.uol.com.br/noticia/2010/10/16/desastre-ambiental-na-hungria-1287276627083_615x300.jpg A lama vermelha é proveniente do refino da bauxita para produção de alumina (Al2O3) através do processo Bayer. Em média são geradas 2 toneladas de resíduo para cada tonelada de alumina produzida. 18
  19. 19. Disposição a seco XDisposição a úmido Fonte: SILVA FILHO et al., 2007 19
  20. 20. Lama vermelha A disposição inadequada da lama vermelha pode acarretar em problemas como:  Contaminação da água de superfície e subterrânea por NaOH, ferro, alumínio ou outro agente químico;  Contato direto com animais, plantas e seres humanos; O vento pode carrear pó dos depósitos de lama vermelha seca, formando nuvens de poeira alcalina;  Impacto visual sobre uma extensa área. 20
  21. 21. Lama vermelha A lama vermelha surge como alternativa para a indústria de alumínio como abatedora do CO2 e tem como consequência a sua neutralização constituindo um benefício secundário da captura do gás. 21
  22. 22. Absorção A lama vermelha é composta geralmente por óxidos de ferro, quartzo, aluminossilicatos de sódio, carbonatos e aluminatos de cálcio e dióxido de titânio presente em traços. NaAl(OH)4 + CO2 ↔ NaAlCO3(OH)2 + H2O NaOH + CO2 ↔ NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O ↔ 2NaHCO3 3Ca(OH)2 • 2Al(OH)3 + 3CO2 ↔ 3CaCO3 + Al2O3 • 3H2O + 3H2O Na6[AlSiO4]6 • 2NaOH + 2CO2 ↔ Na6[AlSiO4]6 + 2NaHCO3 22
  23. 23. Adsorção A lama vermelha possui uma grande área superficial, um bom tamanho de poros e uma boa distribuição desses poros.Classificação granulométrica da lama vermelha Escala de Wentworth Malha # Abertura µm Fração % Sedimento Dimensão 48 297 0,71 Argila Menor que 4 µm 65 210 1,38 Silte Entre 4 µm e 64 µm 150 105 5,53 Areia Entre 64 µm e 200 74 3,79 Cascalho Entre e 325 45 6,53 Seixo Entre e 400 38 9,78 Bloco ou Calhau Entre e -400 -38 72,28 Matacão Maior que 100,00 Fonte: Sistema Nacional de Informação Geocientífica 23
  24. 24. Aplicações da lama vermelha A aplicação da lama vermelha em outras atividades após a sua neutralização proporciona uma diminuição dos custos econômicos e dos riscos ambientais. Construção civil; Indústria de cerâmica;  Agricultura;  Meio ambiente. 24
  25. 25. Metodologia - AbsorçãoVazões e composições gasosas utilizadas. Vazão (cm3 Composição (% CO2 v min-1) v-1)* VA = 2362 23 VB = 1766 20 VC = 1736 12 Sistema de absorção gasosa consistindo de reator de vidro, pHmetro, cromatógrafo a gás e VD = 835 12 notebook com software para aquisição de dados. 25
  26. 26. Metodologia - Absorção1. Ajuste da concentração de CO2 empregando rotâmetro e misturador.2. Alimentação do reator de vidro com suspensão de lama vermelha.3. Injeção de ar no reator de vidro.4. Medidor de vazão de gases5. Detecção contínua a cada 3 min da concentração do gás na saída do reator através do cromatógrafo a gás.6. Detecção contínua a cada 30s do pH da amostra.7. Registro de dados (software). 26
  27. 27. Metodologia - Absorção Nas suspensões com 20% e 5 % de sólidos foram adicionados sais nos processos de absorção gasosa pela lama vermelha. Em algumas suspensões de 5% e 20% de sólidos foram adicionados 4g de CaSO4. Em algumas suspensões de 20% de sólidos foram adicionados 3,43g de NaCl. 27
  28. 28. Metodologia - Adsorção Condições experimentais para os ensaios de adsorção.Teste Condições Operacionais Conc. CO2 Massa de Vazão (L (%) Lama (g) min-1) 1 10 600 6,0 2 10 600 4,0 3 15 400 2,5 4 15 1000 5,0 5 10 200 4,0 6 15 400 5,0 7 34 400 5,0 8 15 400 10,0 9 6 400 5,0 10 15 400 5,0 Sistema de adsorção consistindo de coluna, 11 15 120 5,0 analisador de gases e notebook com software 12 20 600 4,0 para aquisição de dados. 13 20 200 6,0 14 20 600 6,0 15 20 200 4,0 16 10 200 6,0 28
  29. 29. Metodologia - Adsorção1. Ajuste da concentração de CO2 empregando rotâmetro, misturador e analisador de gases2. Alimentação da coluna com amostra de lama vermelha.3. Injeção de ar na base da coluna.4. Medidor de vazão de gases5. Detecção contínua a cada 10s da concentração do gás na saída da coluna através do analisador de gases.6. Registro de dados (software). 29
  30. 30. Metodologia – Análise Estatística A fim de determinar e avaliar a capacidade de adsorção e a correlação existente entre a vazão e a massa de lama vermelha aplicou-se à análise estatística dos resultados encontrados. http://www.gawkwire.com/thumbnail.php?file=statsoft_188376968.jpg&size=article_medium 30
  31. 31. Resultados e Discussão - Absorção 13 35% A 12 35% B 11 30% A 30% B 10 20% C 20% D pH 9 10% C 10% D 8 7 00:00 07:00 14:00 21:00 28:00 35:00 42:00 49:00 tempo (min)Variação do pH com o tempo de absorção de amostras de suspensão com diversas concentrações, utilizando a vazão de 1766 cm 3 min-1 (20% CO2). 31
  32. 32. Resultados e Discussão - Absorção 12 30% A 11 30% B 30% C 10 35% A 35% BpH 9 35% C 8 7 00:00 07:00 14:00 21:00 28:00 35:00 42:00 tempo (min)Variação do pH com o tempo de absorção de amostras de suspensão 30 e 35%,utilizando as vazões de 2362 cm3 min-1 (23% CO2) para amostras 30% C e 35% C e de 1766 cm3 min-1 (20% CO2) para as demais amostras. 32
  33. 33. Resultados e Discussão - Absorção 11 E20%Ca E20%Na 10 E20%pH 9 8 7 00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 tempoVariação do pH com o tempo de absorção de amostras da suspensão com 20% de sólidos, utilizando a vazão de 2362 cm3 min-1 (23% CO2). Adição de CaSO4 e NaCl nas amostras E20%Ca e E20%Na, respectivamente. 33
  34. 34. Resultados e Discussão - Absorção 30 % COAbsorvido 36 % COAbsorvido 25 5%, VA 20%, VA 30 5%, VB 20%, CaSO4, VA 5%, CaSO4,VB 20 10%, VB 24 20%, VB 15 2 18 2 10 12 5 6 0 0 00:00 02:30 05:00 07:30 10:00 12:30 00:00 03:30 07:00 10:30 14:00 17:30 21:00 tempo (min) tempo (min) 80 40 5%, VC % COAbsorvido 5%, VD 5%, CaSO4,VC 70 % COAbsorvido 5%, CaSO4,VD 35 10%, VC 10%, VD 20%, VC 60 30 20%, VD 30%, VD 50 25 2 20 40 2 15 30 10 20 00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 tempo (min) tempo (min)Curvas de variação do CO2 absorvido em função do tempo de absorção de amostras comconcentrações diversas, submetidas a diferentes vazões do gás de entrada. VA = 2362 cm3min-1 (23% CO2); VB = 1766 cm3 min-1 (20% CO2); VC = 1736 cm3 min-1 (12% CO2); VD = 835 cm3 min-1 (12% CO2). 34
  35. 35. Resultados e Discussão - Absorção 11 10pH 9 20%, 3 min 20%, 6 min 10%, 3 min 8 10%, 6 min 5%, 3 min 7 5%, 6 min 0 5 10 15 20 25 Dias Curvas de variação do pH em função do tempo de repouso das amostras (suspensões de lama) submetidas ao processo de absorção por 3 e 6 minutos. 35
  36. 36. Resultados e Discussão - Adsorção Resultados Obtidos Teste % de Adsorção Massa de CO2 Adsorvida (g) Capacidade de Adsorção (kg/t) 1 54,18 0,988 1,646 2 90,23 1,440 2,399 3 46,06 0,450 1,125 4 91,74 1,806 1,806 5 68,02 0,819 4,097 6 21,15 0,659 1,647 7 15,01 0,689 1,722 8 23,63 0,492 1,229 9 20,75 0,198 0,494 10 26,19 0,732 1,829 11 23,66 0,174 1,451 12 48,57 1,627 2,711 13 21,71 0,425 2,123 14 35,32 1,117 1,862 15 21,30 0,301 1,505 16 25,38 0,267 1,333 36
  37. 37. Resultados e Discussão - AdsorçãoVariação do percentual de CO2 adsorvido com o tempo de contato em leito fixo. 37
  38. 38. Resultados e Discussão - AdsorçãoSuperfície de contorno para capacidade de adsorção de CO 2 em leito fixo de lama vermelha. 38
  39. 39. Conclusão 39
  40. 40. 40

×