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A significant proportion of power generation comes from coal combustion processes and therefore represents one of the largest point sources of CO2 emissions worldwide. One of the best options for utilizing existing infrastructure is to add a separation process to the flue gas, a practice known as Post-Combustion Capture (PCC). This work carried out an analysis of post-combustion CO2 capture plants through modeling and simulation, performing the sizing of the main equipment of the units and evaluating the economy of the process. The results were obtained through the Aspen Plus® software, performing simulations of three configurations of an existing PCC, obtaining the sizing of the main equipment for the three cases, as well as an economic evaluation of each of the plants was also obtained. It was possible to observe that the stripper column is responsible for approximately 30-50% of the total cost of equipment and the thermal load responsible for approximately 40% of the costs generated by the plant. Finally, the performance of the percentages of composition present at the output of the condenser were similar for the three cases, thus making it necessary to obtain better estimates to determine the categorical costs involved in this design. Nenhuma Uma proporção significativa da geração de energia provém de processos de combustão de carvão e, portanto, representa uma das maiores fontes pontuais de emissões de CO2 em todo o mundo. Uma das melhores opções para utilizar a infraestrutura existente é adicionando um processo de separação ao gás de combustão, uma prática conhecida como captura pós-combustão (Post-Combustion Capture – PCC). Este trabalho efetuou uma análise de plantas de captura de CO2 de pós-combustão através da modelagem e da simulação, realizando o dimensionamento dos principais equipamentos das unidades e avaliando a economia do processo. Os resultados foram obtidos através do software Aspen Plus® realizando simulações de três configurações de uma PCC já existente, obtendo o dimensionamento dos equipamentos principais para os três casos, assim como uma avaliação econômica de cada uma das plantas também foi obtida. Foi possível observar que a coluna stripper é responsável por aproximadamente 30-50% do custo total de equipamentos e a carga térmica responsável por aproximadamente 40% dos custos gerados pela planta. Por fim, o desempenho das porcentagens de composição presentes na saída do condensador foram próximas para os três casos, sendo assim necessário uma obtenção de melhores estimativas para apurar-se os custos categóricos envolvidos nesse dimensionamento.

Agradecimentos: Part of this work was supported by FAPESP Project Nos. 2012/10127-5, 2019/24095, 2019/18460-4, 2019/00757-0, 2018/24461-0. C.A.F. and F.A. are CNPq’s fellows. This paper is part of the Ph.D. thesis of VGA realized in the IFGW, UNICAMP, Brazil. The authors are grateful to C. Piacenti for technical help Abstract: This paper reports the competition of H2O (residual) and H-2 by site (defects) on the Si surface, created by Xe+ ion bombardment. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) in an ultrahigh vacuum system attached to the sample preparation chamber provided the data for the analyses. As hydrogen cannot be detected by XPS, an indirect method to evaluate the O and H cover ratio was developed. The hydrogen passivation effect obtained by the formation of the Si-H bond due to H-2 chemisorption limits Si-OH and Si-O-Si bonds, which are products of H2O dissociation. In addition, the results have shown that Xe+ ion bombardment diminished the H-2 chemisorption energy barrier onto Si FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESP CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO - CNPQ Fechado

A remoção do CO2 tem atraído o interesse de indústrias e pesquisadores em decorrência do contínuo aumento da demanda pelo gás natural e a crescente preocupação com aspectos ambientais, principalmente relacionados aos gases de efeitos estufa. Todavia, os métodos tradicionais de remoção por absorção, apesar de bem consolidados, possuem uma baixa eficiência. Uma opção promissora é a utilização de microrreatores para a remoção de CO2 por absorção, em parte relacionada à sua grande área de contato, melhor grau de mistura e baixa resistência pela transferência de massa. Neste trabalho, foi desenvolvido um modelo matemático para avaliar a remoção do CO2 tanto no regime de absorção física como o de absorção química em microrreatores. Duas correntes gasosas composta por N2 e CO2 e por CH4, N2 e CO2, sob pressão atmosférica (1 atm) e temperatura ambiente (25º C), foram analisadas em diferentes condições operacionais, e diferentes solventes (água destilada, MEA, EtilEA e TEA). Os resultados mostraram que o modelo possui notável adaptação aos dados experimentais com um erro médio absoluto inferior a 3% e excelente capacidade preditiva. Com o auxílio do modelo, foi possível observar que a adição de CH4 não alterou significativamente a quantidade absorvida de CO2, embora tenha se constatado a alteração das resistências de transferência de massa. Os maiores rendimentos de absorção de CO2 foram obtidos em menores valores de velocidades de gás e menores razões gás-líquido. Também foi constatado que a presença de reação química intensificou a transferência de massa com destaque para a EtilEA e que o microtubo de conexão contribuiu com o rendimento final. The removal of CO2 has attracted the interest of industries and researchers due to the continuous increase in the demand for natural gas and the growing concern with environmental aspects, mainly related to greenhouse gases. However, traditional absorption-removal methods, although well established, have had modest efficiencies. A promising option is the use of microreactors to remove CO2 by absorption, mainly related to its large area of contact, better mixing and low resistance by mass transfer. In this work, a mathematical modeling was developed to evaluate the removal of CO2 in physical and chemical absorption regimes in microreactors. Two gas streams composed of N2 and CO2 and CH4, N2 and CO2 under atmospheric pressure (1 atm) and ambient temperature (25 ° C) were analyzed under different operating conditions and different solvents (distilled water, MEA, EtilEA and TEA). The results showed that the model presents exceptional adaptation to the experimental data with absolute mean error of less than 3% and excellent predictive capacity. With the model contribution, it was possible to observe that the addition of CH4 did not significantly alter the CO2 absorbed amount, although the variation of the mass transfer resistances was verified. The higher CO2 absorption efficiencies were obtained at lower gas velocities and lower gas-liquid ratios. It was also verified that the presence of chemical reaction intensified the mass transfer, mostly to EtilEA. And the connection microtube contributed to the final efficiency.

Agradecimentos: Part of this work was supported by FAPESP, grant 2012/10127-5. VGA, CF and FA are CNPq – Brazil fellows. VGA is CAPES fellow. This paper is part of the Ph.D. thesis of VGA. The authors are grateful to C. Piacenti for technical help Abstract: In this paper, a comprehensive X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) study of the first atomic layers of TiN nanofilms grown by ion beam assisted deposition on crystalline silicon is reported. This deposition technique allows a fine control of the ion species and energy arriving at the substrate. The substrates are prepared by ion beam cleaning involving Xe+ ion bombardment in different partial pressures of molecular H2. The expected hydrogen passivation effect by the Si-H formation bond limiting the Si-O bonds was quantitatively evaluated and correlated with some retention of H and O at the substrate surface. The effects of molecular H2 and residual H2O atmosphere present during the process on the chemical bonding on both the naked Si substrate and afterward on the interface are reported. A detailed XPS analysis performed in an attached UHV chamber to the preparation chamber of the TiN/Si interface shows that the bombarding cleaning procedure plays an important role in the bond formation at the interface since minute amounts the oxygen jeopardize the bulk properties FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESP COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL DE NÍVEL SUPERIOR - CAPES CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO - CNPQ Aberto

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2017. Neste trabalho realizou-se uma análise de e?ciência na seção de absorção gasosa de uma unidade industrial de regeneração de ácido clorídrico, processo Rüthner. A seção de absorção gasosa é composta por duas colunas de absorção em série operando em contracorrente. A análise de e?ciência operacional foi baseada em uma metodologia de análise quantitativa das correntes emvolvidas no processo, desenvolvida neste trabalho, bem como no cálculo dos balanços de massa elementar nas seções dispostas à montante e à jusante das colunas. Foram também realizadas análises experimentais comparando os resultados com informa- ções previstas no último projeto de revamp1 da unidade. Um simulador de processo de software livre, COCO (CAPE-OPEN TO CAPE-OPEN), foi utilizado para simular diferentes cenários deoperaçãocoma?nalidadedeavaliarae?ciênciadoabatimento e ácido clorídrico,bem como analisar ain?uência de variáveis de operação tais como vazão de água de rinsagem, vazão de água de rinsagem alimentada ao exaustor e vazão de banho usado. Como resultado das análises, observou-se que a e?ciência aferida in situ diverge da prevista em projeto. No caso da primeira coluna, o desvio foi em torno de 2% para o abatimento do ácido e 19% para o abatimento de particulado da corrente gasosa. Em relação à segunda coluna os desvios são mais signi?cativos; em relação ao ácido tem-se uma ordem de grandeza de diferença, e para o óxido os dados experimentais revelaram valores negativos, ou 1 Termo aplicado em engenharia para reformas de plantas químicas seja, enriqueceu-se a corrente gasosa. As simulações realizadas corroboram de forma satisfatória com os dados experimentais. O maior erro absoluto foi da ordem de 20%, com mesma ordem de grandeza dos erros experimentais. Já quando analisadas as informações de projeto, o simulador apresentou uma grande di- vergência dos resultados obtidos para a segunda coluna, ou seja o simulador não valida as e?ciências previstas em projeto. Utilizou- se também o simulador para de?nir as faixas de operação que garantem a qualidade do banho regenerado processado. Por ?m, observou-se que a variação do número de estágios de equilíbrio não interfere de forma signi?cativa na e?ciência do processo em análise. Abstract : In this work an efficiency analysis was performed in the gasabsorption section of an industrial hydrochloric acid regenerationplant that uses the Rüthner process. The gas absorptionsection is composed of two absorption columns in series, withcountercurrent operation. The operational efficiency was basedon a methodology of quantitative analysis of the process streamsinvolved in this work. Elementary mass balance calculations weremade in the sections arranged upstream and downstream of thecolumns. Experimental analyses were also performed comparingthe results with the information predicted in the last unit revamp2project. A free software process simulator, COCO (CAPE-OPENTO CAPE-OPEN), was used to simulate different operating scenariosin order to evaluate the efficiency of the hydrochloric acidabsorption, as well as to analyze the influence of some operatingvariables such as rinse water flow, rinse water flow fed to theexhaust fan and waste acid flow (pickling liquor). As a resultof the efficiency analyses, it was observed that the efficiencymeasured in situ diverges from that predicted in the design. Inthe case of the first column, the deviation was around 2% forthe acid absorption and 19% for the particulate cleaning on thegaseous stream. In relationship to the second column the deviationsare more significant; the acid absorption one got an orderof magnitude of difference, and for the oxide the experimental data revealed negative values, that is, the gas stream was enriched.The simulations performed satisfactorily corroborate theexperimental data, with the largest absolute error in the orderof 20%, with the same order of magnitude of the experimentalerrors. When the project information was analyzed, the simulatorpresented a divergence of the results obtained for the secondcolumn, that is, the simulator does not validate the efficienciespredicted in the project. The simulator was also used to define theoperating ranges that guarantee the quality of the regeneratedacid processed. Finally, it was observed that the variation in thenumber of equilibrium stages did not significantly interfere in theefficiency of the process under analysis.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Biociências, Florianópolis, 2015 As leishmanioses afetam cerca de 12 milhões de pessoas e constituem um problema de saúde mundial. Faz-se necessário o desenvolvimento de metodologias para o estudo de novas entidades químicas ativas contra a doença e que sejam menos laboriosas, mais rápidas, sensíveis e compatíveis com a automação. No presente trabalho, realizou-se a transfecção de forma integrativa do gene da ß-galactosidase em três espécies de Leishmania (L. (L.) infantum, L. (V.) braziliensis e L. (L.) amazonensis) com o objetivo de padronizar um ensaio colorimétrico rápido e sensível para triagem de compostos contra amastigotas intracelulares de L. (V.) braziliensis. A transfecção dos parasitos não alterou suas características biológicas avaliadas pelo crescimento de promastigotas em cultura, a infectividade para células THP-1 e para camundongos Balb/c em nenhuma das cepas transfectadas. A atividade da enzima medida através de ensaio colorimétrico mostrou correlação direta entre a leitura e o número de parasitos. A expressão da enzima foi estável nas linhagens selecionadas, mesmo na ausência da pressão do antibiótico de seleção, indicando a integração do gene que foi confirmado através de PCR. Ensaios de atividade enzimática utilizando promastigotas mostraram um limite inferior de detecção de 780 parasitos por cavidade, permitindo a determinação da atividade enzimática em amastigotas intracelulares. A transfecção em L. (V.) braziliensis não alterou a susceptibilidade aos fármacos leishmanicicas de uso clínico: anfotericina B e miltefosina. Contudo, o processo de transfecção provocou a resistência dos parasitos aos fármacos paromomicina e glucantime, 3 a 10 vezes acima da IC50 da cepa parental. Os resultados obtidos pela metodologia colorimétrica foram semelhantes aos obtidos pela metodologia clássica de contagem através de microscopia, pasronizando assim o ensaio. Abstract : Leishmaniasis affects about 12 million people worldwide and represents a global health problem. It is necessary the development of less laborious, faster and more sensitive and compatible with automation methods for the study of new active compounds against the disease. In this present study, we transfeceted in a integrative form the ß-galactosidase in three species of Leishmania (L. (L.) infantum, L. (V.) braziliensis e L. (L.) amazonensis) aiming the standardization of a reproducible, fast and sensitive colorimetric assay for screening of compounds active against intracellular amastigotes using the transfected strain of L. (V.) braziliensis. Transfection did not alter the parasite?s biological characteristics evaluated by promastigote growth in culture, infectivity on THP-1 cells and on Balb/c mice for any of the transfected strain. The enzymatic activity measured by colorimetric assay showed direct correlation between the reading and the number of parasites. Enzymatic expression was stable under the selected strains even in the absence of the selection antibiotic pressure, indicating the integration of the gene, which was confirmed by PCR. Enzymatic activity assay using promastigotes showed a lower limit of 780 parasites per well, allowing the determination of the enzymatic activity in intracelular amastigotes. Transfection in L. (V.) braziliensis did not alter the susceptibility to the drugs: amphotericin B and miltefosine. However the trasnfection process led to resistance to the drugs paromomycin and glucantime, 3 to 10 times higher from the IC50 of the wild type parasite. Results obteinedby the colorimetric assay were similar to the ones obteined by the classical methodology of microscopic counting, validating the assay.

Agradecimentos: M.A.S. would like to thank CAPES for providing a grant to support a stay at Institute of Physics "Gleb Wataghin", UNICAMP. E.P.M.A would like to thank FAPESP for providing the post-doctoral grant. This research had the financial support of FAPESP, CNPq, CAPES, and FAEPEX-UNICAMP. The calculations were performed at the National Center for High Performance Computing in Sao Paulo (CENAPAD-SP) Abstract: First principles calculations based on periodic density functional theory (DFT) have been used to investigate the structural, energetic and electronic properties of different transition metal atoms (Pd, Pt, Cu, Ag, and Au) on the NiAl(110) surface at low coverages (0.08 and 0.25 monolayer). All adatoms prefer to adsorb on 4-fold coordinated sites interacting with two Al and two Ni atoms and forming polar and covalent bonds, respectively. The calculated negative work function changes are explained by the effect of positive surface image created after adsorption, which induces the polarization of the negatively charged adsorbates. Consequently, for metals with similar electronegativity as Ni (Ag and Cu), this polarization effect becomes more significant and leads to larger negative work function changes, but the charge transferred is small COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL DE NÍVEL SUPERIOR - CAPES FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESP CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO - CNPQ Fechado

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Química O aumento das preocupações relacionadas com as alterações climáticas e com o aquecimento global tem aumentado o interesse na redução das emissões de gases de efeito de estufa (GEE), principalmente o CO2. Deste modo, a absorção química do dióxido de carbono através de soluções aquosas de aminas tem sido alvo de estudos nas últimas décadas. Os estudos foram realizados em duas etapas distintas. Numa primeira etapa realizaram-se os ensaios preliminares. Nestes ensaios, procedeu-se à absorção do dióxido de carbono e regeneração do solvente/libertação de dióxido de carbono. A segunda etapa consistiu na realização de ensaios de absorção de dióxido de carbono numa instalação-piloto, com as soluções aquosas de aminas que apresentaram os melhores resultados nos ensaios preliminares e com as soluções aminadas que eram para ter sido testadas no trabalho realizado anteriormente. Nos testes de absorção de dióxido de carbono realizados nos ensaios preliminares, o objetivo era estudar a eficiência energética de cada uma das soluções aminadas, isto é, averiguar a que temperatura as soluções começavam a libertar o dióxido de carbono absorvido . As seguintes soluções aquosas de aminas com uma concentração de 20 % em massa foram testadas: isopropilamina, di-isopropilamina, dietilamina, bis(2-etilhexil)amina, dimetiletanolamina (DMEA) e trietilamina. No caso da isopropilamina, a sua solução aquosa não foi preparada pois a sua temperatura de ebulição rondava os 31-33 ºC, o que posteriormente nos ensaios de regeneração de solvente/libertação de dióxido de carbono tornaria impossível observar com certeza se seria o dióxido de carbono a ser libertado ou se seria a amina a entrar em ebulição. As restantes soluções aquosas de aminas foram colocadas dentro de um balão de três tubuladuras. Fez-se borbulhar o dióxido de carbono no interior das soluções, por via de um tubo de teflon, até que estas se encontrassem saturadas. Após a saturação das soluções aquosas de aminas, verificou-se o seu estado físico. No caso da solução aquosa de diisopropilamina, concluiu-se que esta amina não era solúvel em água, mas sim miscível, pois observou-se à formação de um precipitado branco dentro da solução à medida que a amina ia reagindo com o dióxido de carbono. Este precipitado branco era o carbamato produzido pela reação entre a amina e o dióxido de carbono que, pelo facto de a amina ser somente miscível em água, não se conseguiu dissociar no bicarbonato correspondente, levando à sua precipitação. No caso da solução aquosa de bis(2-etilhexil)amina, esta apresentava uma coloração azulada e tinha uma separação entre a fase aquosa e a fase orgânica. Verificou-se que esta amina possuía uma molécula anfifílica, isto é, a molécula desta amina é constituída por uma secção hidrófila, que neste caso é o grupo amina, e por uma secção hidrofóbica, a cadeia alifática. Para a solução aquosa de trietilamina, verificou-se que esta amina não era completamente solúvel em água, pois observou-se a formação de uma fase aquosa e a formação de uma fase orgânica. Já com a solução aquosa de DMEA ocorreu algo de insólito. Teoricamente, a DMEA seria solúvel em água, tal como as outras alcanolaminas, mas neste caso, talvez pelo facto de ela ser de 2004 e de poder estar degradada, tal não se verificou. Ao se preparar esta solução aquosa, verificou-se que esta amina não era solúvel em água, pois mais uma vez, formou-se uma separação entre a fase aquosa e a fase orgânica. A única das aminas que era completamente solúvel em água era a dietilamina. De seguida, foram efetuados os testes de regeneração de solvente/libertação de dióxido de carbono para todas as soluções aquosas, à exceção da solução de isopropilamina e a solução de di-isopropilamina, pelos motivos referidos anteriormente. Estes testes consistiam em aquecer as soluções aquosas de aminas que tinham sido saturadas com dióxido de carbono. Para tal utilizou-se uma placa de aquecimento (Agimatic-N, J. P. Selecta) para aquecer o banho de óleo para o aquecimento das soluções aquosas que se encontravam dentro do balão de três tubuladuras. Foi colocado no balão de três tubuladuras um adaptador para libertar o dióxido de carbono para dentro de uma tina com água, através de um tubo de borracha, e um termopar (Honeywell) para a saber qual era a temperatura da solução aquando do começo da libertação do dióxido de carbono. Para a solução aquosa de bis(2-etilhexil)amina, obteve-se uma temperatura de regeneração/ libertação de dióxido de carbono de 30 ºC e essa libertação durou cerca de 35 minutos. Pode-se concluir que, apesar de apresentar uma molécula anfifílica, a bis(2-etilhexil)amina conseguiu absorver e libertar o dióxido de carbono. O mesmo se verificou para a solução aquosa de tretilamina, apesar de apresentar duas fases líquidas. A libertação de dióxido de carbono iniciou -se à temperatura de 36 ºC e durou cerca de 44 minutos. Para a solução aquosa de DMEA, não se observou qualquer libertação de dióxido de carbono, o que leva a concluir que não chegou sequer a ocorrer absorção do mesmo, pois sendo DMEA uma amina terciária é fulcral que esta seja solúvel em água, pois caso contrário a absorção de dióxido de carbono não ocorre. Por último, para solução aquosa de dietilamina, apesar de ser a única que foi completamente solúvel em água, não se observou qualquer libertação de dióxido de carbono. Isto pode ter ocorrido devido ao facto de se ter formado sais estáveis ao aquecimento (HSS)o que torna impossível a libertação do dióxido de carbono absorvido. Nos testes de absorção de dióxido de carbono efetuados na instalaçãopiloto, as seguintes soluções aquosas de aminas com uma concentração de 10 % em massa foram testadas: dietilamina, monoetanolamina (MEA), piperazina (PZ) e etanolamina (EDA). A solução aquosa de dietilamina foi também utilizada nestes testes pois, apesar de não ter sido capaz de libertar o dióxido de carbono absorveu, foi a única das aminas testadas nos ensaios preliminaresque apresenta uma completa solubilidade em água. Realizaram-se na instalação-piloto, ensaios de absorção com um tempo de absorção de 240 minutos (4 horas). A cada 30 minutos, uma amostra de 20 mL proveniente da coluna de absorção, era retirada através de uma válvula instalada para esse efeito. As amostras foram posteriormente analisadas pelo método de precipitação. Este método permitiu a quantificação do dióxido de carbono absorvido através da adição em excesso de soluções de NaOH e BaCl2.2H2Ocom a concentração de 1.0 molar. Essa quantificação foi apresentada através do número de moles de dióxido de carbono presentes em cada mol de amina. Os resultados obtidos para as soluções aquosas testadas foram: 0,492 mol CO2/mol amina para a solução de dietilamina, 0,409 mol CO2/mol amina para a solução de MEA, 0,395 mol CO2/mol amina para a solução de PZ e 0,321 mol CO2/mol amina para a solução de EDA. De seguida, comparou-se os resultados obtidos neste trabalho com os resultados obtidos anteriormente para a mesma concentração de aminas em Santos (2012) [25], onde foram utilizadas soluções aquosas de Nmetildietanolamina (MDEA) e dietanolamina (DEA). Concluiu-se que essas soluções aquosas de aminas apresentavam valores de capacidade de carga em dióxido de carbono superiores aos registados para as soluções aquosas deste trabalho, sendo que a solução aquosa de MDEA obteve uma capacidade de carga de 1,020 mol CO2/mol amina e a solução aquosa de DEA obt eve uma capacidade de carga de 0,982 mol CO2/mol amina. Por fim, foi feita uma análise económica aos custos associados à compra de cada litro de amina em relação à capacidade de carga em dióxido de carbono. Após a comparação entre as capacidades de carga em dióxido de carbono e o seu preço por litro, concluiu-se que a amina que aparenta ser a mais económica de entre as seis consideradas foi a DEA, com uma elevada capacidade de carga em dióxido de carbono e o preço por litro mais baixo de todas elas (25,70 €/L). Abstract: The increasing concerns about climate change and global warming has increase the interest in reducing the emissions of greenhouse gases (GHG), mainly CO2. Thus, the chemical absorption of carbon dioxide by aqueous amine solutions has been investigated over the last decades. The studies were performed in two distinct stages. The first one was the preliminary trials. In these trials, the absorption of carbon dioxide and the solvent regeneration/release of carbon dioxide were performed. The second one consisted on the performance of carbon dioxide absorption in a pilot unit, with the aqueous amine solutions that showed the best results in the preliminary trials and the amine solutions that were to be tested in the previous work. In the carbon dioxide absorption tests performed in the preliminary trials,the goal was to study the energy efficiency of each tested amine solution, i.e., at which temperature the solutions would start releasing the absorbed CO2. The following aqueous amine solutions with a concentration of 20 % by weight wer etested: isopropylamine, diisopropylamine, diethylamine, bis(2 -ethylhexyl)amine, dimethylethanolamine (DMEA) and triethylamine. The isopropylamine aqueous solutions was not prepared, due to the fact that its boiling point temperature was around 31-33 ºC, which meant that during the solvent regeneration/release of carbon dioxide trials, It would be impossible to assure that if it was the release of carbon dioxide or the amine that was starting to boil. The remaining aqueous amine solutions were prepared. After they had been saturated with carbon dioxide, their physical state was verified. In the case of diisopropylamineaqueous solution, this amine was not soluble in water, but only miscible, which meant that when its carbamate was formed, it immediately precipitated. For bis(2-ethylhexyl)amine, this solution showed a blue coloration and two liquid phases: organic and aqueous. This was due to the fact the molecule of this amine was amphiphilic, meaning that it has hydrophilic and hydrophobic properties. Triethylamine was not completely soluble in water. DMEA, theoretically was soluble in water, been an alkanolamine, but it was not soluble in water. This could be due to the fact that it was from 2004 and it could have already been degraded. Diethylamine was the only amine that was completely soluble in water. Then, the tests of solvent regeneration/release of carbon dioxide were performed for all the aqueous amine solutions, except, isopropylamine and diisopropylamine. For the solutions of diethylamine and DMEA, the release of carbon dioxide was not observed. In the case of bis(2-ethylhexyl)amine, the release of carbon dioxide was observed for the temperature of 30 ºC for a period of 35 minutes. In the case of triethylamine, the release of carbon dioxide was observed for the temperature of 36 ºC for a period of 44 minutes. In the carbon dioxide absorption tests performed in the pilot unit, the following aqueous amine solutions with a concentration of 10 % by weight were tested: diethylamine, monoethanolamine (MEA), piperazine (PZ) and ethanolamine (EDA). The tests were performed with an absorption time of 240 minutes (4 hours). The obtained results for the tested aqueous amine solutions were: 0.492 mol CO2/mol amine for the diethylamine aqueous solution, 0.409 mol CO2/mol amine for the MEA aqueous solution, 0.395 mol CO2/mol aminefor the PZ aqueous solution and 0.321 mol CO2/mol amine for the EDAaqueous solution. Then, the obtained results in this work were compared with the ones obtained in Santos (2012) [25], which were for N-methyldiethanolamine (MDEA)and diethanolamine (DEA) 10 % by weight aqueous solutions. The solutions used in Santos (2012) [25] showed a higher carbon dioxide loading capacity than the solutions used in this work. For the MDEA, the loading capacity was 1.020 mol CO2/mol amine and for DEA, the loading capacity was 0.982 mol CO2/mol amine. Lastly, a cost analysis was performed in other to see which one of the amines was the most economical solvent. After analyzing the carbon dioxide loading capacity and the price per liter for each one of the amine, it was concluded that DEA was the most economical solvent, with a loading capacity of 0.982 mol CO2/mol amine and price of 25.70 €/L.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2013. Neste trabalho foram sintetizados hidróxidos duplos lamelares (HDLs) do tipo hidrotalcita com características hidrofóbicas e magnéticas para remoção de poluentesorgânicos. As hidrotalcitas com razão molar Mg:Al de 3:1, foram preparadas pelo do método de coprecipitação contendo dodecilsulfato de sódio (SDS) como ânion interlamelar e partículas magnéticasde Fe3O4. As partículas magnéticas empregadas na síntese foram previamente preparadas pelo método solvotermal. As hidrotalcitas foram caracterizadas por difração de raios X, isotermas de adsorção de nitrogênio e análise termogravimétrica. Os resultados de raio X, pelo do cálculo dos espaçamentos basais, mostraram que o SDS foi intercalado na hidrotalcita, e a variação da quantidade de SDS na síntese conduziu a diferentes arranjos das moléculas SDS nos espaços interlamelares. O processo de síntese das partículas magnéticas demonstrou sofrer interferência da temperatura e do tempo empregados.As partículas magnéticas foram incorporadas nas hidrotalcitas sem interferir nas suas estruturas e hidrofobicidades. Quando submetidas a teste de hidrofobicidade as hidrotalcitas hidrofóbicas (HDL-SDS) e hidrofóbicas e magnéticas (HDL-MSDS) mostraram afinidade pela fase orgânica comprovando que a propriedade hidrofílica da hidrotacilta foi modificada para hidrofóbica. A capacidade de adsorção de compostos orgânicos foi avaliada para o corante azul de metileno e para um efluente sintético oleoso. Para o corante azul de metileno e o efluente oleoso, a HDL hidrofóbica apresentou maior capacidade de remoção em relação a HDL padrão (com ânion carbonato). Para o corante azul de metileno a magnetização da HDL hidrofóbica conduziu a uma diminuição de sua capacidade adsortiva.Os adsorventes hidrofóbicos (HDL-SDS e MSDS)apresentaram elevada capacidade de adsorção para o efluente oleoso,indicadas pelas elevadas remoções de carbono orgânico total (COT) e turbidez. A cinética de adsorção para o azul de metileno e o efluente oleoso se ajustaram melhor aos modelos de pseudo primeira e segunda ordem, respectivamente. As isotermas de adsorção para ambos poluentes se ajustaram melhor ao modelo de Langmuir. Para a resposta COT observam-se capacidades de adsorção calculadas de 588,2 mg.g-1 para a HDL-SDS e 625,0 mg.g-1 para a HDL-MSDS. A maior remoção para a HDL-MSDS sugere um efeito positivo do óxido de ferro para este adsorvente. Abstract : In this work layered double hydroxides (LDHs) were synthesized. The LDH are of the type hydrotalcite with hydrophobic and magnetic characteristics for the removal of oily effluent. The hydrotalcites with a molar ratio of Mg / Al 3:1 were prepared by the coprecipitation method containing sodium dodecyl sulfate (SDS) as the interlamellar anion and Fe3O4 magnetic particles. The magnetic particles employed in the synthesis were previously prepared by the solvothermal method.The hydrotalcites were characterized by X-ray diffraction, nitrogen adsorption- desorption and isotherms and thermogravimetric analysis. The results of X-ray through the calculation the basal spacings showed that SDS was intercalated into the hydrotalcite and the variation in the amount of SDS resulted in synthesis of different arrangements of SDS molecules in the interlamellar space. The synthesis process of the magnetic particles has demonstrated to suffer interference from temperature and time employed.The magnetic particles were incorporated into the hydrotalcite without interfering in their structures either in its hydrophobicity. When tested for the hydrophobicity, hydrophobic hydrotalcite (LDH-SDS) and hydrophobic and magnetic (LDH-MSDS) showed affinity for the organic phase, confirming that hydrophilic property of hydrotalcites were modified to hydrophobic.The adsorption of organic compounds was evaluated for methylene blue and for an oily effluent.For methylene blue dye and the oily effluent, hydrophobic LDH showed higher removal capacity compared with standard LDH (with carbonate anion). The magnetization of hydrophobic LDH led to a decrease in the adsorption capacity of methylene blue dye.The hydrophobic adsorbents (LDH-SDS and LDH - MSDS) showed high adsorption capacity for oily effluent,indicated by the high removals of total organic carbon (TOC) and turbidity. The kinetics of adsorption of methylene blue and oily effluent were best fitted to pseudo first and second order models, respectively. The adsorption isotherms for both pollutants were best fitted to the Langmuir model.The maximum adsorption capacity calculated for TOC was 588.2 mg g-1 for HDL-SDS and 625.0 mg.g-1 for HDL-MSDS.The highest removal to HDL-MSDS suggests a positive effect of iron oxide for this adsorbent.

Submitted by Ana Lavado (sofialavado@yahoo.com) on 2012-01-05T13:59:46Z No. of bitstreams: 1 Optimização do processo de extracção por ultra-sons.pdf: 190712 bytes, checksum: 6ca1c64353d899191238f99215226b85 (MD5) Made available in DSpace on 2012-01-05T13:59:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Optimização do processo de extracção por ultra-sons.pdf: 190712 bytes, checksum: 6ca1c64353d899191238f99215226b85 (MD5) Previous issue date: 2009-12

No desenvolvimento deste trabalho foram realizados experimentos para determinar a redução do teor de H2S de correntes de biogás por um processo de absorção com reação química em solução de Fe/EDTA de concentração igual a 0,4M. Os ensaios experimentais foram realizados a 25ºC em um intervalo de vazões de solução catalítica, de 22 a 250 mL/min, e vazão de gás igual a 265 mL/min. Para essas condições, determinou-se a vazão ótima de líquido para atingir altas remoções de H2S de biogás e analisou-se o crescimento de partículas de enxofre formadas durante a reação química. Utilizaram-se colunas de borbulhamento construídas em acrílico com 36,0 cm de altura e 5,0 cm de diâmetro interno. Os resultados obtidos permitem concluir que a razão ótima de contato entre gás e líquido para uma remoção eficiente de H2S de correntes de biogás tratadas com soluções de Fe/EDTA deve ser maior do que 0,46. In the development of this paper experiments were conducted to investigate the removal of H2S from biogas stream by means of an absorption process with chemical reaction with a 0.4M Fe/EDTA solution. Experimental tests were carried out at 25ºC with an interval of catalytic solution from 22 to 250 mL/min, and gas outflow at 265 mL/min. For these conditions, it was determined the optimal value of liquid flowrate to reach high H2S removals from biogas and it was analyzed the sulfur particle formed during chemical reaction. Bubbling columns made of plastic acrylic having 36.0 cm height and 5.0 cm internal diameter were used. The results showed that the optimal contacting ratio of gas to liquid flowrates for efficient removal of H2S from biogas treated with Fe/EDTA solutions should be greater than 0.46.

Submitted by Ana Lavado (sofialavado@yahoo.com) on 2012-01-04T14:33:26Z No. of bitstreams: 1 Estudo da viabilidade de um processo de captura do dióxido de carbono emitido em gases de combustão.pdf: 244280 bytes, checksum: 747c82c9fffa1dcf89f694d3f8a70834 (MD5) Made available in DSpace on 2012-01-04T14:33:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Estudo da viabilidade de um processo de captura do dióxido de carbono emitido em gases de combustão.pdf: 244280 bytes, checksum: 747c82c9fffa1dcf89f694d3f8a70834 (MD5) Previous issue date: 2008-10

Orientadores: Teresa Massako Kakuta Ravagnani, Sergio Persio Ravagnani Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica Resumo: A redução dos níveis de dióxido de carbono (CO2) é de suma importância, tanto para o combate à poluição atmosférica proveniente de atividades industriais, como no tratamento de correntes gasosas em processos químicos. O método clássico para captura de CO2 engloba sua absorção reativa em solução de aminas, conduzida em colunas de borbulhamento, spray ou recheio. Porém, desvantagens como a formação de espuma e dispersão de fase constituem problemas operacionais significativos desses processos. Alternativamente, módulos de membrana de fibras ocas seriam equipamentos mais adequados para esse fim, apresentando como vantagens uma grande área interfacial e flexibilidade operacional. Nesse sentido, o presente estudo buscou realizar a simulação do processo de absorção de CO2 em módulos de membrana, utilizando soluções aquosas de2-amino-2-metil-1-propanol (AMP), dietanolamina (DEA) e metildietanolamina (MDEA). A modelagem matemática do sistema utilizou expressões da taxa de reação e equações de balanço de massa diferenciais. A resolução numérico-computacional do modelo foi conduzida mediante aplicação dos métodos de colocação ortogonal e de Michelsen, tendo sido implementada em linguagem Fortran. O processo foi estudado em diversas condições operacionais para a análise de sensibilidade paramétrica e os resultados indicam, com base nas características dos diferentes sistemas, as melhores condições gerais de operação. Dentre as aminas consideradas como solventes reativos, as maiores taxas de absorção de CO2 foram previstas com o uso de AMP. Entretanto, sua concentração radial, à saída do módulo de membrana, apresentou forte incidência do fenômeno de depleção da solução absorvedora. Os principais parâmetros que incrementaram a taxa de absorção e, conseqüentemente, a eficiência do módulo de membrana, foram a velocidade de escoamento do líquido absorvente, as concentrações iniciais de CO2 e de amina, o raio interno e o comprimento das fibras. Abstract: The decrease in the carbon dioxide (CO2) levels is extremely important to avoid atmospheric pollution, from industrial activities, and to the gaseous treatment in several chemical processes. The classical process to the CO2 sequestration involves its reactive absorption into amine solutions, which are carried on bubble, spray or fixed bed columns. However, some disadvantages, such as foam formation and phase dispersion, are serious operational problems to be avoided. Alternatively, membrane modules are supposed to be mode adequate equipments to that aim, which some advantages are great interfacial area and operational flexibility. Under this context, the present study intended to provide the simulation of the CO2 absorption process in hollow fiber membrane module, by using a-amino-2-methyl-1-propanol (AMP), diethanolamine (DEA) and methyldiethanoamine (MDEA) aqueous solutions. The mathematical modeling is based on the inherent rate expressions of the reactive system, besides the differential mass balance equations. The numerical and computational solution was developed by applying the orthogonal collocation and Michelsen methods, which were compiled in Fortran language. The idealized process was studied based on a given standard operational condition, besides a parametric sensibility analysis. The main results, to each sorption system, show the best general conditions to the process operation. Under the standard operation, among the alkanolamines considered as reactive solvents, the best CO2 absorption rate were calculated by using the AMP solution. Nevertheless, its radial concentration tends to suffer the incidence of depletion phenomena in their aqueous solution. The best performance credited to the AMP solution were also confirmed, where the main parameters that increased the absorption rate were the absorbent liquid flow velocity, the initial CO2 and amine concentration, the fibers inner radius and length. Mestrado Sistemas de Processos Químicos e Informática Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Ana Maria Frattini Fileti, Fernando Palu Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química Resumo: O etanol perdido por evaporação durante o processo de produção por fermentação pode ser recuperado por uma coluna de absorção, a qual requer um sistema de controle robusto de acordo com sua complexidade. Sendo assim, no presente trabalho foi proposto e testado, o emprego de um controlador feedforward, baseado em um modelo inverso de redes neurais, para realizar a manipulação da vazão de solvente que é alimentado a esta coluna. O desempenho do controlador feedforward proposto foi superior ao proporcionado pelo Controle por Matriz Dinâmica (DMC) (Palú, 2001), para situações nas quais uma perturbação degrau foi inserida na composição do gás à entrada da coluna. Outro teste realizado foi o de implementar um distúrbio não previsto na etapa de treinamento da rede neural, e analisar o comportamento do sistema de controle RNA. Houve uma queda de eficiência, sendo gerado off set. Para solucionar este problema, agregou-se ao sistema de controle, um dispositivo de segurança. Também se procurou testar a tolerância do sistema de controle a distorções nos dados de entrada da rede. Neste sentido, acrescentou-se às variáveis de entrada do tipo concentração, um ruído. O desempenho do controlador RNA foi prejudicado, no entanto, a faixa de oscilação da variável controlada foi reduzida à aproximadamente 50% da faixa de ruído empregada. Aplicando-se um filtro aos dados distorcidos, esta redução foi ainda maior, cerca de 75% Abstract: Some of ethanol lost by evaporation during its fermentation production process may be recovered using an absorption column, which requires a robust control system. In this work the use of a feedforward controller (NN controller), based on a neural network inverse model, was proposed and tested to manipulate the solvent flow, which was fed in the analyzed column. The feedforward controller performance was better than the Dynamic Matrix Control (Palú, 2001) one, when step disturbances were inserted on the inlet gas composition. Another test done was the insert of a not trained disturbance. The NN controller performance decrease, and a off set could be observed. To solve this problem, a security device was added to the control system. The control system tolerance to modified input neural network data also was tested. In this way, a noise was added to input data. The NN control performance decreased, but the amplitude of the control variable oscillation band was reduced to the half of the noise amplitude employed. When the modified data was filtered the NN control performance decrease was smaller, about 75% of the noise amplitude Mestrado Sistemas de Processos Químicos e Informática Mestre em Engenharia Química

Orientador: Wilson de Figueiredo Jardim Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica Mestrado