Please use this identifier to cite or link to this item: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/23570
Title: Modelagem e simulação do processo de troca iônica para remoção de Zn²+(aq) utilizando a zeólita NaY.
???metadata.dc.creator???: GALLINDO, Andrezza de Araújo Silva.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: RAMOS, Wagner Brandão.
???metadata.dc.contributor.advisor2???: RODRIGUES, Meiry Gláucia Freire.
???metadata.dc.contributor.referee1???: VASCONCELOS, Luís Gonzaga Sales.
???metadata.dc.contributor.referee2???: LIMA, Lígia Maria Ribeiro.
???metadata.dc.contributor.referee3???: BARBOSA, Antusia dos Santos.
Keywords: Troca iônica;Zeólita NaY;Curva de ruptura;Aspen Adsorption;Simulação;Transferência de massa;Modelagem cinética;Ion exchange;NaY zeolite;Breakthrough curve;Aspen Adsorption;Simulation;Mass transfer;Kinetic modeling
Issue Date: 6-Dec-2021
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: GALLINDO, Andrezza de Araújo Silva. Modelagem e simulação do processo de troca iônica para remoção de Zn²+(aq) utilizando a zeólita NaY. 76 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2021.
???metadata.dc.description.resumo???: O tratamento de água contaminada por metais tóxicos utilizando troca iônica com zeólitas vêm se tornando atrativo pelos baixos custos de capital e alto potencial de capacidade de remoção. A modelagem matemática desse processo permite o controle operacional e estimativa da capacidade de remoção desses metais. Neste trabalho, a partir de dados da literatura, foi realizada a modelagem cinética em banho finito com os modelos de difusão intrapartícula (DIF) e transferência de massa em filme líquido externo (MFE), e, em coluna de leito fixo com modelos de Thomas (TH), YoonNelson (YN) e de transferência de massa em filme sólido (TMFS), a fim de estimar o tempo de saturação, a capacidade de troca iônica e variáveis de dimensionamento da coluna. No sistema de banho finito a transferência de massa foi melhor representada pelo fenômeno DIF. Nos dados de curva de ruptura referentes à coluna de leito fixo, o modelo do Aspen Adsorption® (TMFS) apresentou melhor ajuste com R2 ≥0,9923, seguido pelos outros modelos com R 2 ≥0,9683. A capacidade média de troca iônica calculada para TMFS, TH e YN foram respectivamente de 2,22, 2,12 e 2,07 meq Zn2+.g1 de zeólita. O software Aspen Adsorption® também foi usado para simular sistemas contínuos variandose a altura do leito e foi constatado que o aumento da altura eleva o tempo de saturação e a capacidade de troca iônica com o metal, enquanto a redução da altura resulta numa dispersão axial como o fenômeno de transferência de massa predominante que reduziu a difusão de íons metálicos zinco (II).
Abstract: The treatment of water contaminated by toxic metals using ion exchange with zeolites is becoming attractive due to its low capital costs and high potential for removal capacity. Mathematical modeling of this process allows for operational control and estimation of the ability to remove these metals. In this work, the kinetic modeling was performed based on finite bath experimental data, with Intraparticle Diffusion (IPD) and External Liquid Film Mass Transfer (MTEF) models. The models Thomas (TH), YoonNelson (YN) and Solid Film Mass Transfer (MTSF) were used to estimate the saturation time, ion exchange capacity and sizing variables of a fixed bed column. For the finite bath system, the results showed that the mass transfer was better represented by the IPD phenomenon. The breakthrough curve obtained by the Aspen Adsorption® (MTSF) model presented the best fit, compared with experimental data, with R2 ≥0.9923. The average ion exchange capacities calculated for MTSF, TH and YN were respectively 2.22, 2.12 and 2.07 meq Zn2+.g1 of zeolite. The model simulated with Aspen Adsorption was also used to analyze the continuous system behavior, by varying the height of the bed. It was observed that increasing the height, the saturation time and ion exchange capacity also increase, while reducing the height makes axial dispersion the predominant mass transfer phenomenon, which reduces the diffusion of Zn2+ (aq) ions.
Keywords: Troca iônica
Zeólita NaY
Curva de ruptura
Aspen Adsorption
Simulação
Transferência de massa
Modelagem cinética
Ion exchange
NaY zeolite
Breakthrough curve
Aspen Adsorption
Simulation
Mass transfer
Kinetic modeling
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Química
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/23570
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Química

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
ANDREZZA DE ARAÚJO SILVA GALLINDO - DISSERTAÇÃO (PPGEQ) 2021.pdf1.05 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.