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Title: Caracterização físico-química e modelagem estatística de diafragmas de células eletrolíticas utilizadas para produção de cloro-soda.
Other Titles: Physical chemical characterization and statistical modeling of electrolytic cell diaphragms used for chlorine soda production.
???metadata.dc.creator???: ALMEIDA FILHO, Edvaldo Monte de.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: LIRA, Hélio de Lucena.
???metadata.dc.contributor.referee1???: FARIAS NETO, Severino Rodrigues de.
???metadata.dc.contributor.referee2???: VILAR, Eudésio Oliveira.
Keywords: Caracterização Físico-Química;Modelagem Estatística;Diafragmas de Células Eletrolíticas;Produção de Cloro-soda;Tecnologia Diafragma;Permeabilidade;Physical Chemical Characterization;Statistical Modeling;Electrolytic Cell Diaphragms;Chlorine-Soda Production;Diaphragm Technology;Permeability
Issue Date: Mar-2009
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: ALMEIDA FILHO, Edvaldo Monte de. Caracterização físico-química e modelagem estatística de diafragmas de células eletrolíticas utilizadas para produção de cloro-soda. 2009. 60 f. (Dissertação de Mestrado em Engenharia Química), Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2009.
???metadata.dc.description.resumo???: Na industria produtora de cloro-soda, a tecnologia a diafragma se destaca por ainda ser a que mais contribui em volume de produção. Seja com amianto, amianto e polímero, ou sem amianto, o diafragma e o principal componente da célula eletrolítica, sendo responsável pela segurança operacional e pela eficiência energética e do processo. Apesar disso, o modo como o diafragma e produzido não sofreu modificações significativas desde o primeiro diafragma depositado sobre o catodo da célula eletrolítica, ainda em meados da década de 1920. O aspecto mais significativo deste trabalho e o entendimento quantitativo da influencia dos efeitos das variáveis envolvidas no processo de deposição do diafragma sobre o desempenho do diafragma em operação numa célula eletrolítica. As principais variáveis envolvidas no processo de deposição do diafragma consideradas nesse trabalho foram: o peso especifico do diafragma, a relação entre os comprimentos das fibras de amianto e as concentrações de NaCl, NaOH e do polímero. Utilizando-se técnicas estatísticas conhecidas, através das quais foi obtido um modelo matemático estatístico, foi possível estabelecer relações quantitativas entre as variáveis envolvidas no processo de deposição do diafragma e os parâmetros que conhecidamente caracterizam o diafragma, tais como numero de MacMullin e a permeabilidade. O modelo estatístico apresentou um coeficiente de correlação de aproximadamente 100% de certeza. Em seguida, os parâmetros calculados com o auxilio do modelo estatístico, foram aplicados a um modelo matemático existente e desenvolvido especificamente para a célula eletrolítica a diafragma. O modelo matemático calcula a eficiência de corrente e a concentração de NaOH produzida no católito da célula. Desta maneira, foi possível comparar os valores calculados da eficiência de corrente e da concentração de NaOH com os valores medidos em um grupo de 34 células em operação em escala industrial. Os resultados mostram que, para a eficiência de corrente, 75% dos dados medidos estão de acordo com os dados calculados dentro de um intervalo de ± 5% de certeza, e para a concentração de NaOH, 74% dos dados medidos estão de acordo com os dados calculados dentro de um intervalo de ± 10% de certeza. Portanto, foi possível relacionar as variáveis envolvidas no processo de deposição do diafragma com o seu desempenho na célula eletrolítica em escala industrial.
Abstract: In the chlor-alkali industry, the diaphragm technology is still known for being the one that most contributes in industrial production. With asbestos diaphragms, asbestos with polymer diaphragms, or non-asbestos diaphragm, the diaphragm is the major component of the electrolytic cell, being responsible for the operational security and for the process and energetic efficiency. Nevertheless, the way in which the diaphragm is manufactured did not suffer any significant change since the first diaphragm deposited on cathode of the electrolytic cell, around 1920. The most significant aspect of this work is the quantitative understanding of the influence of the effects that the variables involved in the process of deposition have over the performance of the diaphragm in operation. The major variables involved in this process that were considered in this work are: the specific weight of the diaphragm, the relation between the length of the asbestos fibers and the concentrations of NaCl, NaOH and the polymer. With the use of well known statistics techniques, through which we obtained a statistic mathematical model, it was possible to established quantitative relations between these variables and the parameters that characterize the diaphragm, such as the MacMullin number and permeability. The statistic model presented a correlation coefficient of approximately 100% of certainty. Following this, the parameters calculated with the help of the statistic model were applied to an existing mathematical model which was developed specifically for the electrolytic diaphragm cell. The mathematical model calculates the current efficiency and the concentration of NaOH produced in the catholyte of the cell. Therefore, it was possible to compare the calculated values of the current efficiency and the concentration of NaOH with the values measured in a group of 34 cells in operation in an industrial scale. The results show that, for the current efficiency, 75% of the measured data are in accordance to the data calculated in a range of ± 5% of certainty. For the concentration of NaOH, 74% of the measured data are in accordance to the data calculated in a range of ± 10% of certainty. Therefore, it was possible to establish relations between the variables involved in the process of deposition with the performance of the diaphragm in operation in an electrolytic cell an industrial scale.
Keywords: Caracterização Físico-Química
Modelagem Estatística
Diafragmas de Células Eletrolíticas
Produção de Cloro-soda
Tecnologia Diafragma
Permeabilidade
Physical Chemical Characterization
Statistical Modeling
Electrolytic Cell Diaphragms
Chlorine-Soda Production
Diaphragm Technology
Permeability
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Química
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/10916
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Química

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