O efeito da granulometria na decrepitação durante a decomposição térmica de calcários e carvão

Abstract

Recebido em 21/2/03; aceito em 29/7/03 THE PARTICLE SIZE EFFECT ON DECREPITATION DURING THE THERMAL DECOMPOSITION OF LIMESTONES AND COAL. The use of fluidized bed combustors to burn coal is largely studied to permit the addition of limestone to capture SO 2 . The particle size for coal and limestone is an important parameter in this process. Thermogravimetry (TG) is used to elucidate the combustion and sulfation processes, but the experimental parameters must be evaluated to be representative in fluidized bed combustors. In the present study the effect of particle size is analyzed in the calcination of limestones and the combustion of coal through the thermogravimetric curve for limestone and derivative thermogravimetric curve for coal. Small peaks representing mass losses between 400 and 500 o C are observed due to the jumping of particles out of the crucible. This effect, recognized as decrepitation is observed for mid-sized particles provoked by the release of water vapor trapped within their lattice.Keywords: limestone; coal; decrepitation. INTRODUÇÃOA queima de combustíveis fósseis, particularmente o carvão, para a produção de energia é reconhecida como a principal fonte de dióxido de enxofre (SO 2 ) introduzido na atmosfera 1 . Carvões provenientes das minas brasileiras possuem teores de enxofre que variam de 1,0 a 6,0%. Conseqüentemente, no processo de queima do carvão há a liberação de óxidos de enxofre (SO x ) para a atmosfera, 90% na forma de dióxido de enxofre (SO 2 ) e 10% na forma de trióxido de enxofre (SO 3 ) 2,3 . Estes compostos químicos são reconhecidos como altamente poluentes e como indutores da formação da chuva ácida.Um progresso importante na queima de carvões foi o desenvolvimento da combustão em leito fluidizado. Pesquisas neste campo estão sendo desenvolvidas há mais de três décadas 4 . Este processo consiste na queima de carvão em um leito de partículas sólidas de pequena granulometria (0,5 -1,5 mm), mantido num estado de turbulência (fluidizado) por meio de um fluxo de ar ascendente levado a uma temperatura conveniente para ocorrer a combustão. O leito encontra-se em contato direto com os tubos com água em que é produzido o vapor e, caracteristicamente, produz um elevado coeficiente de transferência de calor, cerca de dez vezes o dos gases de combustão.Em combustores de leito fluidizado, a combustão é conduzida a temperaturas mais baixas do que nos demais equipamentos, minimizando a formação de óxidos de nitrogênio 5 . De modo igualmente importante, esta tecnologia permite também a introdução de calcário como agente dessulfurizante, resultando em uma diminuição significativa (até 85%) das emissões sulfurosas para a atmosfera 6 . Isto ocorre por meio da sulfatação dos calcários, que são compostos de cálcio que atuam como sorventes do SO 2 , e são atrativos sob o ponto de vista econômico, devido ao seu baixo custo 6 . A estabilidade dos compostos formados com o enxofre diante das condições reinantes durante a queima do carvão é outro ponto vantajoso deste sorvente.A captura do enxofre p...

Caracterização tecnológica de um calcário dolomítico in natura, calcinado e sulfatado como meio dessulfurante

“…Parâmetros físicos como tamanho de partícula, área específica e volume de poros compreendem a textura do calcário e juntamente com técnicas de microscopia são utilizadas na análise da microestrutura desta matéria-prima. Na calcinação, o calcário se decompõe para formar CaO e CO 2 segundo a reação: CaCO 3(s) à CaO (s) + CO 2(g) Neste processo, um calcário originalmente compacto e denso é transformado em um material poroso e mais reativo pela liberação do CO 2 de sua estrutura interna [3,4]. A perda dos componentes voláteis tende a aumentar a área específica do calcário à medida que os gases são liberados do seu interior no decorrer da reação [4][5][6].…”

Determinação dos parâmetros de arrhenius da reação de sorção do dióxido de enxofre por calcário

“…Este é um fenômeno termomecânico provocado por pequenas explosões dentro das partículas, devido à pressão gerada pela evaporação da água no retículo cristalino. Quando ocorre este evento no ensaio TG, as explosões podem fazer com que algumas partículas sejam lançadas para fora do suporte da amostra, indicando nas curvas TG uma perda de massa 31,32 . A decrepitação ocorreu em alguns dos experimentos com o calcário calcítico, nas duas atmosferas e nas duas granulometrias ensaiadas, enquanto que não ocorreu em nenhum dos experimentos com o calcário dolomítico.…”

“…Neste processo, o reagente se difunde nos poros do sólido, sendo que a concentração deste na entrada do poro é maior que no seu interior 31 . Isto é indicativo de que, apesar da dificuldade de acesso aos poros mais internos, quando esta barreira é ultrapassada, maiores conversões serão obtidas para a estrutura interna mais porosa e com poros de maior diâmetro médio.…”

Potencial Dendroenergético De Combustíveis Sólidos De Eucalyptus Grandis

“…A análise imediata de um dendrocombustível indica as porcentagens de umidade, carbono, voláteis e cinzas, ou seja, fornece a porcentagem do material que se queima no estado gasoso (material volátil), no estado sólido (carbono fixo), é indicativo do material residual (cinzas) e também determina o teor de umidade, o qual influencia principalmente no poder calorífico (CRNKOVIC et al, 2004).…”