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Please use this identifier to cite or link to this item: https://tede.unioeste.br/handle/tede/8496
Tipo do documento: Tese
Title: Predição do equilíbrio da adsorção multicomponente de gases utilizando o modelo aNRTL para cálculo dos coeficientes de atividade na fase adsorvida
Other Titles: Prediction of multicomponent gas adsorption equilibria using the aNRTL model to calculate activity coefficients in the adsorbed phase.
Autor: Reinehr, Thiago Olinek 
Primeiro orientador: Silva, Edson Antonio da
Primeiro coorientador: Borba, Carlos Eduardo
Primeiro membro da banca: Steffen, Vilmar
Segundo membro da banca: Canevesi, Rafael Luan Sehn
Terceiro membro da banca: Martins, Tiago Dias
Quarto membro da banca: Palu, Fernando
Resumo: Desenvolveram-se três modelos não ideais para predizer o comportamento da adsorção de misturas binárias a partir do ajuste de parâmetros de sistemas monocomponentes: o VSM-aNRTL e dois modelos Langmuir Termodinâmico Expandido Multi-Região, um baseado na capacidade máxima de adsorção (LTEMR) e outro na área molar adsorvida (LTEMR-área). Todos utilizam o novo modelo Adsorção Non-Random Two-Liquid (aNRTL) para calcular o coeficiente de atividade na fase adsorvida. Ajustaram-se dados experimentais de equilíbrio de adsorção monocomponente do Banco de Dados NIST/ARPA-E para obter os parâmetros necessários. Em seguida, esses parâmetros foram utilizados para prever dados de equilíbrio de 12 sistemas binários em diferentes temperaturas, envolvendo gases diversos. Como comparação, utilizaram-se o modelo idealizado da Teoria da Solução Adsorvida Ideal (IAST) e o VSM tradicional, que emprega as equações de Wilson (VSM-Wilson) para calcular os coeficientes de atividade na fase adsorvida. Os modelos propostos mostraram-se eficazes na correlação das isotermas de adsorção de componentes puros, com altos coeficientes de correlação e redução no número de parâmetros ajustáveis em comparação com o VSM-Wilson. Na predição de dados de equilíbrio de misturas binárias, VSM-aNRTL e LTEMR-área apresentaram menores desvios em relação aos modelos IAST e VSM-Wilson, com destaque para o VSM-aNRTL, que os superou com grande vantagem. O desempenho superior dos modelos propostos também foi confirmado pelo Critério de Informação de Akaike (AIC). Notavelmente, VSM-aNRTL e LTEMR-área alcançaram esses resultados incorporando apenas um parâmetro adicional em relação ao IAST e com menos parâmetros que o VSM-Wilson, evidenciando sua eficiência e precisão na previsão de adsorção em sistemas binários.
Abstract: Three non-ideal models were developed to predict the adsorption behavior of binary mixtures based on the adjustment of parameters from single-component systems: the VSM-aNRTL and two Langmuir Thermodynamic Multi-Region Expanded models, one based on the maximum adsorption capacity (LTEMR) and another on the adsorbed molar area (LTEMR-area). All of them utilize the new Adsorption Non-Random Two-Liquid (aNRTL) model to calculate the activity coefficient in the adsorbed phase. Experimental single-component adsorption equilibrium data from the NIST/ARPA-E Database were adjusted to obtain the necessary parameters. These parameters were then used to predict equilibrium data for 12 binary systems at different temperatures, involving various gases. For comparison, the idealized model of the Ideal Adsorbed Solution Theory (IAST) and the traditional VSM, which employs Wilson's equations (VSM-Wilson) to calculate the activity coefficients in the adsorbed phase, were used. The proposed models proved effective in correlating the adsorption isotherms of pure components, with high correlation coefficients and a reduction in the number of adjustable parameters compared to VSM-Wilson. In predicting equilibrium data of binary mixtures, both VSM-aNRTL and LTEMR-area showed lower deviations compared to the IAST and VSM-Wilson models, notably the VSM-aNRTL, which significantly outperformed the comparison models. The superior performance of the proposed models was also confirmed by the Akaike Information Criterion (AIC). Notably, VSM-aNRTL and LTEMR-area achieved these results by incorporating only one additional parameter relative to IAST and with fewer parameters than VSM-Wilson, evidencing their efficiency and precision in predicting adsorption in binary systems.
Keywords: Equilíbrio de adsorção de mistura de gases
Modelo de solução de vacância
Langmuir multi-região
Coeficiente de atividade
aNRTL
IAST
Gas adsorption
Gas mixture adsorption equilibrium
Vacancy solution model
Multi-region Langmuir
Activity Coefficient
CNPq areas: ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Publisher: Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Sigla da instituição: UNIOESTE
Departamento: Centro de Engenharias e Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Campun: Toledo
Citation: REINEHR, Thiago Olinek. Predição do equilíbrio da adsorção multicomponente de gases utilizando o modelo aNRTL para cálculo dos coeficientes de atividade na fase adsorvida. 2024. 101 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Toledo, 2024.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: https://tede.unioeste.br/handle/tede/8496
Issue Date: 4-Dec-2024
Appears in Collections:Doutorado em Engenharia Química (TOL)

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