Remoção de SO2 por cinzas volantes de biomassa

• Autor(a) principal: Gonçalves, Catarina Salvador
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/15584
• topic: Engenharia do ambiente; Biomassa florestal - Cinzas residuais; Cinzas volantes

Os óxidos de enxofre (SOx) são conhecidos por constituírem uma importante fonte de poluição atmosférica, sendo precursores da formação de nevoeiro ácido e chuvas ácidas. Esta categoria de poluentes afeta também a saúde humana, estando associada ao aumento de doenças respiratórias, de morbidez e de mortalidade. Por estes motivos, a União Europeia e muitos países têm aprovado regulamentação cada vez mais restrita para as emissões atmosféricas dos referidos compostos. Dependendo do tipo de combustível e de instalação de combustão, o controlo das emissões de SOx pode ser feito numa das três etapas: na pré-combustão, na combustão (chama) e na pós-combustão. Sendo que a maioria das tecnologias de controlo destas emissões têm aplicação na etapa pós-combustão, i.e. no tratamento de gases de combustão. O método mais usado para remover SOx dos gases de combustão é através da sua adsorção por óxidos metálicos. Este tipo de processo de dessulfurização possui duas vias: a seca e a húmida. Apesar do relativo baixo custo de operação e da elevada eficiência, qualquer uma destas vias convencionais apresenta desvantagens (elevados consumo de água com o consequente elevado volume de efluentes líquidos a tratar, elevada produção de gesso como subproduto, etc.). Este facto tem motivado a comunidade científica, desde há quase duas décadas, a investigar métodos alternativos que ultrapassem as desvantagens dos convencionais. Neste contexto, este trabalho surge com o principal objetivo de desenvolver sorventes, à base de cinzas volantes da queima de biomassa, com vista à remoção de SO2 de efluentes gasosos. Deste modo, valoriza-se também um resíduo sólido com crescente produção em Portugal. Na componente experimental do trabalho foram usados duas variedades de cinzas volantes de biomassa (“B” e “C”) para a preparação de sorventes com água e várias razões mássicas de hidróxido de cálcio. De todos os sorventes foram preparados grânulos tendo em vista uma posterior aplicação industrial e facilidade de manuseamento. Os sorventes foram caracterizados em termos do teor em metais alcalino e alcalino-terrosos (sendo o metal mais abundante o cálcio), valor neutralizante, pH e composição mineralógica por difração de raios-X (DRX). Os sorventes em pó e em grânulos foram testados em ensaios de dessulfurização, num reator contínuo de leito fixo, de um efluente gasoso sintético, à temperatura ambiente com uma mistura de 1000ppm SO2 e árgon. Destes ensaios selecionou-se o sorvente que apresentou maior capacidade de remoção de SO2, um à base de cinza “C”. Com este sorvente foram realizados mais ensaios com vista a avaliar o efeito da temperatura (150º C, 220º C e 300º C) e da concentração de SO2 (500ppm e 1000ppm) na eficiência de remoção do SO2. Conclui-se que a temperatura tem um efeito negativo dos 25º C para os 150º C (como era expectável, porque os processos de adsorção são exotérmicos); no entanto dos 150º C para os 220º C dá-se um ligeiro aumento e desta para os 300º C um aumento ainda maior, e o da concentração de SO2 é positivo, i.e. com o aumento da concentração de SO2 no gás há um favorecimento da cinética de adsorção.Este sorvente com melhor desempenho na remoção de SO2 foi analisado por DRX antes e depois de ter sido testado no reator de leito fixo, onde os elementos quartzo (syn-SiO2), calcite (syn-CaCO3) e portlandite (syn-Ca(OH)2) se enalteceram por estarem presentes em quantidades superiores nas 2 amostras. Também se determinou o pH e valor neutralizante de todos os sorventes depois dos ensaios de dessulfurização, registando-se uma diminuição de ambos os parâmetros relativamente aos valores iniciais. Porém, qualquer um destes parâmetros revelou-se inadequado para a monitorização (de forma indireta) do grau de dessulfurização conseguido num ensaio.