Avaliação da capacidade de captura de dióxido de carbono do óxido de cálcio suportado em vermiculita

• Autor(a) principal: Matheus Henrique Simplício Pereira
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/49625
• topic: Captura de carbono; Carbonatação mineral; Vermiculita; Óxido de cálcio; Método isoconversional; Carbon capture; Mineral carbonation; Vermiculite; Calcium oxide; Isonversional method; Físico-química; Dióxido de carbono; Óxido de cálcio; Vermiculita; Análise térmica; Porosimetria; Adsorção; Microscopia eletrônica de varredura; Efeito estufa (Atmosfera); Dióxido de carbono atmosférico; Termogravimetria

Amostras de vermiculita impregnadas com diferentes quantidades de óxido de cálcio foram geradas e, posteriormente, caracterizadas por análise térmica (TGA), porosimetria por adsorção de nitrogênio (método BET) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) acoplada com espectroscopia de energia dispersiva (EDS). O material gerado foi também submetido a ensaios de captura de carbono realizados em equipamento de análise térmica, com atmosfera de dióxido de carbono, onde o ganho de massa obtido foi relacionado com a sua capacidade de capturar carbono. A quantidade de dióxido de carbono capturado pelo óxido de cálcio aumentou de 13 para 16,8 g de CO2 por mol de CaO, quando os experimentos foram realizados com óxido de cálcio puro e com vermiculita impregnada com 50 % de óxido de cálcio m/m, respectivamente. O maior valor de captura obtido foi de 32,2 g de CO2 por mol de CaO, o que representou um aumento de aproximadamente 250 % em relação ao óxido de cálcio puro. A influência da granulometria da vermiculita utilizada em sua área superficial foi avaliada através do método BET, e os resultados mostraram que o material com granulometria menor que 106 µm tem sua área superficial drasticamente reduzida devido à destruição de sua estrutura lamelar, consequentemente, menores valores de captura de carbono foram obtidos. Finalmente, os métodos integrais isoconversionais de Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) e Osawa-Flynn-Wall (OFW) foram usados para o estudo cinético do processo. Os dados experimentais mostraram bons ajustes às equações propostas pelos métodos. Os valores de energia de ativação aparente mostraram que para baixas conversões (α < 0.3) a etapa controladora do precesso é mista (20kJ < Ea < 40kJ), i. e., as velocidades da etapa química e das etapas de transporte possuêm a mesma ordem de grandeza. Para maiores valores de conversão (α > 0.3), os resultados de energia de ativação aparente sugerem que a etapa lenta é a etapa química (Ea > 40kJ).