Estudo do aproveitamento de resíduo da mineração rico em calcário para captura de dióxido de carbono

Estudo do aproveitamento de resíduo da mineração rico em calcário para captura de dióxido de carbono

BARBOSA, R. C.; HORI, C. E.; DAMASCENO, J. J. R.

Artigo:

A captura de CO2 é uma técnica utilizada para diminuir a concentração deste gás na atmosfera e consiste em separá-lo do gás efluente e armazená-lo. Uma forma econômica de separá-lo é através de ciclos das reações calcinação-carbonatação, sendo interessante incluir uma etapa de hidratação do óxido de cálcio para evitar a sua sinterização. Diante disso, este trabalho visou caracterizar um resíduo em pó rico em calcário e estudar o seu aproveitamento para capturar CO2 ao longo de cinco ciclos de reações. Construiu-se um Planejamento Composto Central com as variáveis temperatura e tempo de calcinação e utilizou-se a análise termogravimétrica para monitorar a capacidade de captura de CO2 ao longo dos ciclos. Os resultados indicam que, conforme a temperatura aumenta, a capacidade de captura de CO2 aumenta até atingir um valor máximo e que, com o passar dos ciclos, a capacidade de captura se torna cada vez mais independente da condição de calcinação.

A captura de CO2 é uma técnica utilizada para diminuir a concentração deste gás na atmosfera e consiste em separá-lo do gás efluente e armazená-lo. Uma forma econômica de separá-lo é através de ciclos das reações calcinação-carbonatação, sendo interessante incluir uma etapa de hidratação do óxido de cálcio para evitar a sua sinterização. Diante disso, este trabalho visou caracterizar um resíduo em pó rico em calcário e estudar o seu aproveitamento para capturar CO2 ao longo de cinco ciclos de reações. Construiu-se um Planejamento Composto Central com as variáveis temperatura e tempo de calcinação e utilizou-se a análise termogravimétrica para monitorar a capacidade de captura de CO2 ao longo dos ciclos. Os resultados indicam que, conforme a temperatura aumenta, a capacidade de captura de CO2 aumenta até atingir um valor máximo e que, com o passar dos ciclos, a capacidade de captura se torna cada vez mais independente da condição de calcinação.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/chemeng-cobeq2014-1419-19388-150779

Referências bibliográficas

• [1] ABANADES, J. C. The maximum capture efficiency of CO2 using a carbonation/calcination cycle of CaO/CaCO3. Chemical Engineering Journal, v. 90, p. 303-306, 2002.
• [2] ABANADES, J.C., ALVAREZ, D. Conversion limits in the reaction of CO2 with lime. Energy Andamp; Fuels, v. 17, p. 308-315, 2003.
• [3] ABANADES, J. C.; RUBIN, E. S.; ANTHONY, E. J. Sorbent Cost and Performance in CO2 capture systems. Ind. Eng. Chem. Res., v. 43, p. 3462-3466, 2004.
• [4] AL-JEBOORI, M. J.; FENNELL, P. S.; NGUYEN, M; FENG, K. Effects of Different Dopants and Doping Procedures on the Reactivity of CaO-based Sorbents for CO2 Capture. Energy Andamp; Fuels, v. 26, p. 6584-6594, 2012.
• [5] FENNELL, P. S., PACCIANI, R., DENNIS, J. S., DAVIDSON, J. F., HAYHURST, A. N. The Effects of Repeated Cycles of Calcination and Carbonation on a Variety of Different limestones, as Measured in a Hot Fluidized Bed of Sand. Energy Andamp; Fuels, v. 21, p. 2072-2081, 2007.
• [6] GONZÁLEZ, B.; GRASA, G. S.; ALONSO, M.; ABANADES, J. C. Modeling of the Deactivation of CaO in a Carbonate Loop at High Temperatures of Calcination. Ind. Eng. Chem. Res., v. 47, p. 9256-9262, 2008.
• [7] LU, D. Y.; HUGHES, R. W.; ANTHONY, E. J. Ca-based sorbent looping combustion for CO2 capture in pilot-scale dual fluidized beds. Fuel Processing Technology, v. 89, p. 1386−1395, 2008.
• [8] NIKULSHINA, V.; GEBALD, C. E.; STEINFELD, A. CO2 capture from atmospheric air via consecutive CaO-carbonation and CaCO3-calcination cycles in a fluidized-bed solar reactor. Chemical Engineering Journal, v. 146, p. 244-248, 2009.
• [9] PHALAK,N.; DESHPANDE, N; FAN, L. S. Investigation of High-Temperature Steam Hydration of Naturally Derived Calcium Oxide for Improved Carbon Dioxide Capture Capacity over Multiple Cycles. Energy Andamp; Fuels, v. 26, p. 3903−3909, 2012.
• [10] RIDHA, F. N.; MANOVIC, V.; MACCHI A; ANTHONY E. J. High-temperature CO2 capture cycles for CaO-based pellets with Kaolin-based binders. Greenhouse Gas Control, v. 6, p. 164-170, 2012.
• [11] SANTOS, E. T.; ALFONSÍN, C.; CHAMBEL, A. J. S.; FERNANDES, A.; DIAS, A. P. S.; PINHEIRO, C. I. C.; RIBEIRO, M. F. Investigation of a stable synthetic sol–gel CaO sorbent for CO2 capture. Fuel, v. 94, p. 624-628, 2012.
• [12] WANG, R. C.; CHUANG, W. C. Experimental studies of modified limestone for CO2 capture in multiple carbonation/calcination cycles. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, v. 44, p. 1067- 1074, 2013.
• [13] WANG, Y; LIN, S; SUZUKI, Y. Study of Limestone Calcination with CO2 Capture: Decomposition Behavior in a CO2 Atmosphere. Energy Andamp; Fuels, v. 21, p. 3317-3321, 2007.
• [14] ZEMAN, F. Energy and material balance of CO2 capture from ambient air. Environ. Sci. Technol., v. 41, p. 7558–7563, 2007.

Como citar:

BARBOSA, R. C.; HORI, C. E.; DAMASCENO, J. J. R.; "Estudo do aproveitamento de resíduo da mineração rico em calcário para captura de dióxido de carbono", p-8701-8708. In: Anais do XX Congresso Brasileiro de Engenharia Química - COBEQ 2014 [= Blucher Chemical Engineering Proceedings, v.1, n.2]. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/chemeng-cobeq2014-1419-19388-150779