Influência da temperatura e da pressão sobre a permeação de gases (CO2/CH4) através de membranas poliméricas assimétricas de PVDF e PSF
Abstract
Atualmente, existe no mundo a necessidade de buscar alternativas aos combustíveis fósseis por fontes renováveis para a produção de energia. O gás natural possui vantagens significativas em relação a outros combustíveis fósseis, em especial pela redução nas emissões atmosféricas provenientes da sua combustão. O uso do metano presente no biogás é uma alternativa renovável ao uso do gás natural nas suas diversas aplicações, incluindo gás natural veicular. Para separação de metano, membranas têm recebido grande atenção devido às diversas vantagens, tais como eficiência energética na operação e baixo impacto ambiental com relação à outras tecnologias. Membranas poliméricas de poli (fluoreto de vinilideno) (PVDF) e polissulfona (PSf) foram sintetizadas através do método de inversão de fases. A realização de ensaios de permeação sob uma faixa de pressão de operação entre 2 e 5 bar, e sob uma faixa de temperatura de operação entre 20 e 45°C, e a análise da morfologia das membranas através de microscopia eletrônica de varredura em amostras das membranas, permitiram que fossem identificados os mecanismos de transporte atuantes nas membranas poliméricas. Os mecanismos de transporte contribuíram para a investigação e o entendimento da influência dos parâmetros de operação (temperatura e pressão) sobre a permeabilidade e a seletividade na separação de gases (CO2/CH4) nas membranas poliméricas. As membranas de poli (fluoreto de vinilideno) (PVDF) apresentaram elevada permeabilidade para ambos os gases em todas as pressões (2 a 5 bar) e temperaturas (20 a 45°C) estudadas, porém não se mostraram atraentes para esta aplicação devido à baixa seletividade na separação de gases, enquanto que as membranas de polissulfona (PSf) demonstraram boas perspectivas para esta aplicação, devido a uma melhor relação entre permeabilidade e seletividade. O incremento da pressão dentro da faixa estudada (2 a 5 bar) resultou em menores fluxos de permeado para o gás CO2, e fluxos de permeado constantes e por vezes maiores para o gás CH4. O incremento da temperatura aumentou o fluxo de permeado de ambos os gases.