Metodologia para o estudo da porosidade de dolomita em ensaio de sulfatação interrompida

Abstract

Recebido em 15/1/10; aceito em 21/5/10; publicado na web em 1/9/10 METHODOLOGY FOR THE STUDY OF THE DOLOMITE POROSITY IN ESSAY OF INTERRUPTED SULFATION. The aim of this work is to propose a methodology to evaluate the evolution of the pore blockage of limestone during the sulfation reaction. The experiments were performed for a national limestone (dolomite) with average particle size of 545 μm in interrupted sulfation tests were conducted at seven different times and at three different temperatures of the process. The empirical data were obtained from porosimetry tests to establish BET surface area, volume and average size of pore and distribution of pore sizes of the sulfated samples. Thermogravimetric tests were performed to evaluate the preparation methodology of the samples used in the porosimetry tests.Keywords: sulfation; limestone; porosimetry. INTRODUÇÃONa queima de carvão mineral em reatores de leito fluidizado, sorventes calcários são largamente empregados na remoção de óxidos de enxofre (SO x ) dos gases emitidos no processo. Estes são injetados na própria câmara de combustão promovendo a remoção in loco no mesmo ambiente em que são formados. 1Quando o calcário, composto basicamente de carbonatos de cálcio e de magnésio (CaCO 3 /MgCO 3 ), é alimentado no combustor de leito fluidizado, ocorrem simultaneamente reações de calcinação e de sulfatação. A primeira etapa da reação é endotérmica, correspondendo à decomposição térmica do carbonato (Equação 1).Através desta reação (Equação 1), forma-se o calcário calcinado que possui uma porosidade muito maior do que a do calcário natural.Em um ambiente de combustão de carvão, os óxidos de cálcio e de magnésio reagem com o dióxido de enxofre (SO 2 ) liberado no processo, formando principalmente sulfatos de cálcio e de magnésio (CaSO 4 /MgSO 4 ) (Equação 2).Na sulfatação os gases reagentes penetram no interior da partícula do calcário encontrando a superfície do sólido contendo CaO/MgO e é nesta interface que ocorre a sulfatação.2 Com a evolução do processo reativo, os poros das partículas de calcário calcinado são bloqueados pelo produto sulfatado, a área superficial interna torna-se inacessível e a efetividade da reação é então progressivamente reduzida ao longo do processo. 3-5A mudança na estrutura morfológica durante a calcinação do calcário, que cria ou amplia os poros devido à liberação do dióxido de carbono (Equação 1), expõe maiores áreas superficiais para a reação de sulfatação (Equação 2).Segundo ). 6A estrutura física do calcário é um fator crítico no processo de sulfatação deste, sendo que a porosidade desempenha um papel fundamental na taxa de sulfatação. Para obtenção de altas taxas de conversão em CaSO 4 , uma porosidade adequada deve existir de forma que o produto da sulfatação seja formado. Entretanto, pouco se sabe a respeito da mudança da estrutura física do sorvente calcário com a evolução do processo de sulfatação. 9Devido às características do processo de sulfatação, algumas propriedades físicas dos calcários, tal como porosidade, distribui...

Response Surface Methodology Applied to the Evaluation of the SO2 Sorption Process in Two Brazilian Limestones

“…To provide enough samples for porosimetry tests, calcination tests for both ICB and DP limestones were carried out in a vertical tubular furnace, considering the same experimental conditions of the heating rate, gas flow rate, and temperature adopted in TGA tests. This methodology was described in details elsewhere. , …”

“…This methodology was described in details elsewhere. 30,34 The weights of the samples were 0.600 ± 0.010 g for calcined limestone and 1.000 ± 0.010 g for natural limestone. Before the porosimetry experiments, both calcined and natural samples were dried in an oven for 12 h at 150 °C and degassed (heated and evacuated) for the removal of gases adsorbed inside the particles.…”