Resumo: O carvão ativo é um material de grande importância industrial devido às suas características de adsorção, apresentando inúmeras aplicações. Nesse sentido estudou-se a ativação de bateladas de 80g do carvão de casca de coco com vapor de água em um reator de leito fluidizado, funcionando de modo aberto com os gases resultantes da reação saindo através de uma tela perfurada pelo seu topo. Para este trabalho foi construído um equipamento em escala de bancada composto de um pré-aquecedor do vapor de água com resistências elétricas, e o leito fluidizado em aço inoxidável 310 com 3,7 cm de diâmetro interno e 74 cm de altura, sendo de 37 cm a região acima do distribuidor de placa perfurada, na qual ocorre a fluidização das partículas. Neste reator se completa o aquecimento através de resistência elétrica, promovendo aí a ativação do carvão já pirolisado. As temperaturas de ativação foram de 800 e 900 °C e tempos de residência de 15 a 90 minutos. A vazão mássica de vapor foi medida através de orificio calibrado. A casca de coco previamente carbonizada foi fornecida pela BRASILAC Indústrias Químicas Ltda. e após caracterização apresentava-se com diâmetro médio de partícula de 2,21 mm, apropriado para a produção descontínua de carvão ativo granulado. As principais características dos carvões ativos produzidos no reator de leito fluidizado foram comparadas com as dos obtidos industrialmente em leito deslizante na BRASILAC. Entre os parâmetros industriais da qualidade do carvão ativo destaca-se o índice de adsorção de iodo, bem como a área superficial determinada por adsorção de nitrogênio em BET. Estes parâmetros demostraram que os carvões ativos produzidos em leito fluidizado apresentam melhor qualidade Em relação a estes índices. Os resultados experimentais demonstram que a ativação do carvão da casca de coco em reator de leito fluidizado conduz a um produto de melhor qualidade em um tempo três vezes menor. A 900 °C com um tempo de residência de uma hora obteve-se um carvão com área superficial determinada em BET de 1.550 m2/g e índice de iodo de 1.329 mgI2/g carvão, contra 1.340 ml2/g e 1.274 mgI2/g CARVÃO em leito deslizante. Estes resultados conststam a eficiência do método utilizado bem como o bom desempenho do equipamento. Portanto, pode-se afirmar que a tecnologia de leito fluidizado é viável para a produção de carvão ativo e, tem grande potencial para aumentar a qualidade, a uniformidade e com isso, a rentabilidade da empresa.
Abstract: Active carbon is a very important industrial material due to its characteristics of adsorption, presenting several applications. Taking that into account the activation of batches of 80 g of the coconut shell carbon with steam water in a fluidized bed reactor was studied. The reactor was operated in an opened mode with the flue gases coming through a screen perforated at its top. To carry out the present work, it was built an equipment in scale of row seats composed both of a steam water preheater with e1tric resistances and a 310 stainless steel fluidized bed with a 3.7 cm intemal diameter and 74 cm high. The part above the perforated distributor plate, in which the particle fluidization occurs is 37cm high. In this reactor, the heating is completed with an electric resistance, which promotes the activation of carbonized carbon. The activation temperatures were 800 and 900°C and the residence time was 15 to 90 minutes. Mass flow of steam was measured through calibrated orifice. The coconut shell previously carbonized was provided by BRASILAC Chemical Industries Ltd. and after granulometric characterization it resulted in particles of 2.21 mm average diameter, which are appropriate for discontinuous production of granular activated carbon. The main characteristics of the activated carbons produced in the fluidized bed reactor were compared with the ones obtained industrially in slip bed at BRASILAC. Among the industrial parameters for the quality of activated carbon, the iodine index adsorption is used the most and so is the surface area determined by nitrogen adsorption in BET. These parameters showed that the activated carbons produced in fluidized bed present a better quality concerning these indices. |
