Avaliação da degradação fotocatalítica de H2S em um reator anular

Abstract

Sulfeto de hidrogênio é um composto com odor desagradável, tóxico e corrosivo emitido na atmosfera por diversas fontes antrópicas e naturais. Filtros de fibra de vidro recobertos com filmes finos de TiO2 (Degussa P25), preparados por 3 (três) diferentes métodos experimentais, foram empacotados em um reator anular para avaliação da degradação fotocatalítica de H2S. Os filmes finos de TiO2 foram caracterizados estruturalmente e morfologicamente por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de raios-X (DRX). O desempenho dos fotocatalisadores foi avaliado em função do efeito das condições operacionais vazão volumétrica do efluente gasoso e concentração de entrada de H2S no reator. Foram alcançadas eficiências de até 99% para os experimentos conduzidos com vazão volumétrica de 25 l.h-1 (tempo de contato de 121 s) e concentração de entrada de H2S menor que 20 ppmv. A manutenção desta eficiência foi avaliada através do experimento de uso em longo prazo (saturação). Uma eficiência superior a 89% foi mantida por 16 horas de uso contínuo. Após 28 horas de experimentação, a eficiência era de 64%, o que leva a crer que o fotocatalisador estava perdendo atividade fotocatalítica devido à saturação. Além disto, a reação fotocatalítica de H2S em um reator de fluxo em pistão anular foi modelada cineticamente, com os dados experimentais obtidos, de acordo com o modelo de Langmuir-Hinshelwood, obtendo-se a constante cinética da reação (k) e a constante de adsorção (K).<br>

Abstract : Hydrogen sulfyde is a malodorous, toxic and corrosive compound emitted into the atmosphere by various anthropogenic and natural sources. Glass fiber filters coated with thin films of TiO2 (Degussa P25), prepared by three (3) different experimental methods, were packed in an annular reactor for evaluation of photocatalytic degradation of H2S. The TiO2 thin films were characterized structurally and morphologically by scanning electron microscopy (SEM) and x-ray diffraction (XRD). The performance of the photocatalysts was evaluated according to the effect of operating conditions volumetric flow of gaseous effluent and H2S inlet concentration. Were achieved efficiencies of up to 99% for the experiments conducted with volumetric flow rate of 25 l.h-1 (contact time of 121 s) and H2S inlet concentration less than 20 ppmv. The maintenance of this efficiency was evaluated by the experiment of long-term use (saturation). An efficiency exceeding 89% was maintained for 16 hours of continuous use. After 28 hours of experimentation, the efficiency was 64%, which suggests that the photocatalyst was losing photocatalytic activity due to saturation. Moreover, the photocatalytic reaction of H2S in an annular plug flow reactor was kinetically modeled, with the experimental data obtained according to the Langmuir-Hinshelwood model, yielding the kinetic reaction constant (k) and the adsorption constant (K).