Dissolução do calcário no processo de dessulfurização de gases de combustão: abordagem experimental e numérica

Abstract

O dióxido de enxofre é reconhecido por seu efeito danoso à saúde humana e ao ambiente, por conduzir à chuva ácida. Para reduzir a emissão de SO2 nos gases produzidos pela combustão do carvão, podem-se empregar combustíveis de alta qualidade, com baixo conteúdo em enxofre, alternativa nem sempre viável, ou utilizar o processo de dessulfurização dos gases de combustão (FGD - Flue Gas Dessulfurization). O processo de absorção de SO2 em soluções contendo calcário (CaCO3) como reagente é um processo muito utilizado. A tecnologia de dessulfurização úmida abrange aproximadamente 87% do mercado mundial (Soud, 2000), especialmente a que utiliza calcário como reagente absorvente, sendo particularmente empregada em grandes centrais térmicas. A reatividade do calcário é um dos parâmetros que mais influem no rendimento do processo de dessulfurização. Para avaliar a reatividade do calcário foram realizados experimentos em um reator de batelada agitado, com controle de pH e temperatura, com borbulhamento de CO2. Os parâmetros envolvidos, como distribuição do tamanho de partículas, tipo de calcário, composição da solução, temperatura e pH foram avaliados, para determinar suas influências na reatividade do calcário. Foi observado que nas condições estudadas o tipo de calcário não afeta de forma expressiva a velocidade de dissolução, porém a redução do pH e do tamanho de partículas e o aumento da temperatura, favorecem a dissolução do calcário. A composição da solução possui efeito significativo sobre a reatividade. Além disso, foi elaborado um modelo para simular a dissolução das partículas de calcário. O modelo proposto leva em consideração a distribuição granulométrica das partículas, sua composição e o pH da matriz líquida onde se realiza a dissolução. Este modelo foi validado utilizando os resultados obtidos experimentalmente de 4 amostras, permitindo predizer a cinética de dissolução do calcário em pH ácido, sendo o erro máximo entre os resultados experimentais e os numéricos de 18%.