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Reator fotocatalítico industrial para degradação de compostos orgânicos voláteis em presença de luz UV-C com uso do catalisador dióxido de titânio (TiO2) com ou sem o uso adicional de ozônio

Resumo

O sistema opera a fotodegradação de compostos orgânicos voláteis a partir de um conjunto de reatores fotoquímicos projetados e posicionados de acordo com a necessidade do fluxo a ser tratado. É composto de módulos unitários com capacidade de tratamento de 1 a 1,5 metros cúbicos por hora para cada módulo e pode ser adaptado a múltiplos reatores para tratar fluxos com concentrações de até 3.000 ppm de COV. Cada módulo unitário é feito em aço inox contendo em seu interior um tubo de quartzo que possui uma lâmpada UVC (254 nm) também centralizada em seu interior. O fluxo de gás contaminado passa entre a superfície metálica e a superfície do quartzo, ambas recobertas com dióxido titânio. Na superfície do quartzo há faixas não recobertas para permitir que a luz ultravioleta atinja a superfície metálica recoberta. O quartzo parcialmente recoberto com faixas de dióxido de titânio adequadamente dimensionadas permite, em parte, a absorção de fótons provenientes da lâmpada através de suas paredes recobertas e, em parte, permite a refração de fótons da lâmpada até a superfície interna do reator onde se encontra também um filme do catalisador. A inserção do tubo de quartzo parcialmente impregnado de catalisador aumenta a área superficial recoberta iluminada, além de impedir o contato da lâmpada UV com o fluxo contaminado com os COV protegendo-a de possíveis danos. O arranjo modular é na forma de colmeia sendo inicialmente proposto o fluxo transversal de entrada. Para o desenvolvimento inicial desta tecnologia já existe um sistema experimental com um módulo no qual os pesquisadores já estudaram as conversões de compostos orgânicos voláteis em diversas condições, tais como, superfície recoberta apenas com dióxido de titânio, superfície recoberta com dióxido de titânio e impregnada com paládio, superfície recoberta com dióxido de titânio e impregnada com platina e o uso do ozônio como fonte adicional de radicais de oxidação. O que se pretende neste projeto é construir e testar sete módulos de reatores em série para estudar a eficiência do sistema em vazões e concentrações industrialmente aplicáveis. (AU)

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