Multicomponent Adsorption and Desorption of BTX Compounds Using Coconut Shell Activated Carbon: Experiments, Mathematical Modeling, and Numerical Simulation

Abstract

A numerical and experimental study of the monocomponent and multicomponent adsorption and desorption of BTX compounds (benzene, toluene, and o-xylene) in a batch reactor and fixed-bed column was carried out in aqueous solution at 23 °C, using coconut shell activated carbon as the adsorbent. The monocomponent Langmuir isotherm model best represented the experimental results (average R 2 = 0.9952) and the multicomponent Langmuir model, using the multicomponent parameters, represented the multicomponent data obtained in a fixed-bed column better than the monocomponent model. The equations which describe the phenomenology were discretized using the Finite Volumes Method with the WUDS and CDS formulations. The results for the monocomponent breakthrough curves obtained through simulation showed good agreement when compared with the experimental data (maximum error of 11.52%). For the monocomponent breakthrough curves the greatest deviation was observed for the compound which had the least affinity for the solid phase (benzene). The best results for the desorption of the BTX compounds from the adsorbent were obtained using ethanol as the desorbent solvent, and the average removal percentages in three cycles of regeneration in the column were 90% for benzene, 82% for toluene, and 78% for o-xylene.

Multielement adsorption of metal ions using Tururi fibers (Manicaria Saccifera): experiments, mathematical modeling and numerical simulation

“…A numerical experiment was performed for three cases specified in Table 2 for the parameters shown in Table 1. The parameters' values chose to evaluate the performance of the column process were due in accordance with others from the literature [8,18]. Fig.…”

Estudo Da Competição Por Sítio Ativo Na Adsorção Multicomponente Dos Compostos BTX Em Coluna De Leito Fixo Utilizando Carvão Ativado Como Adsorvente

“…Através das análises físicas e químicas, verificou-se que o carvão ativado utilizado na adsorção dos compostos BTX apresentou baixo teor de umidade (0.03% Base Seca) e quantidade de cinzas (1.4% Base Seca) e alta quantidade de carbono fixo (94.99% Base Seca). Os valores encontrados para a difusividade efetiva foram de 9.30x10 -11 cm 2 /s, 9.70x10 -9 cm 2 /s, e 9.50x10 -7 cm 2 /s para os BTX respectivamente, calculados numericamente utilizando-se o modelo de difusão homogênea de acordo com Luz (2013…”

“…A contaminação de recursos naturais, especificamente os hídricos, tem levado à maior conscientização da população para a necessidade da preservação do meio ambiente. É notório que o lançamento de efluentes não tratados ou que não seguem os limites impostos pela legislação ambiental, aumentou nas últimas décadas com impactos eutróficos severos sobre a fauna, flora e nos próprios seres humanos (Luz, 2013).…”

“…Estudos realizados para determinar as características do processo de adsorção para remoção de compostos orgânicos voláteis multicomponente mostrou um ótimo desempenho quando utilizado carvões ativados como adsorvente (Luz et al, 2013). Segundo Wibowo et al (2007), a adsorção com carvão ativado é uma tecnologia comprovada e confiável para a remoção de pequenas quantidades de compostos orgânicos solúveis em águas e efluentes na indústria sendo possível regenerá-lo e aproveitá-lo diversas vezes no processo.…”

“…">INTRODUÇÃOA contaminação de recursos naturais, especificamente os hídricos, tem levado à maior conscientização da população para a necessidade da preservação do meio ambiente. É notório que o lançamento de efluentes não tratados ou que não seguem os limites impostos pela legislação ambiental, aumentou nas últimas décadas com impactos eutróficos severos sobre a fauna, flora e nos próprios seres humanos (Luz, 2013).Diante disso nota-se que nas últimas décadas a preocupação e a conscientização, por parte dos governos e população do planeta, têm aumentado. Prova disso são os encontros de cúpulas governamentais e de movimentos sociais para discutir os problemas ambientais que afetam o planeta.…”