Estudo da reactividade de adsorventes de cálcio para captura de CO2 num processo de pós-combustão

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica

Neste trabalho foi estudada a captura de CO2 utilizando adsorventes à base de cálcio pela tecnologia de pós-combustão conhecida como ciclo do cálcio. Os adsorventes naturais ou sintéticos podem ser utilizados para a captura de CO2 dos gases de combustão de grandes fontes estacionárias centrais eléctricas e cimenteiras, contribuindo assim para a diminuição do efeito dos gases estufa. O ciclo do cálcio é baseado na reacção reversível entre o óxido de cálcio (CaO) e o dióxido de carbono para formar o carbonato de cálcio (CaCO3). A reacção de carbonatação permite capturar 0,79 g CO2/g de CaO, enquanto que na reacção de calcinação produz-se um fluxo de CO2 puro. Existem contudo, várias questões acerca da evolução do comportamento dos adsorventes naturais ao longo do tempo, as quais estão relacionadas com a perda de actividade do adsorvente com o aumento do número de ciclos de reacção (carbonatação/calcinação). Neste trabalho estuda-se a capacidade de adsorção de um adsorvente proveniente do corte da pedra de mármore (resíduo do pó de mármore), comparando o seu desempenho com um CaCO3 comercial e uma amostra de CaO sintetizado pelo método sol-gel. O resíduo do pó de mármore demonstra ter uma reactividade superior à do CaCO3 em cerca de 17%, mas na mesma proporção inferior à do CaO sintético. Este adsorvente revela-se promissor pois trata-se de um resíduo industrial. Foi também sintetizado um outro adsorvente à base de CaO preparado pela técnica sol-gel adicionando um estruturante (carvão activado), e testada a sua capacidade de adsorção de CO2. Os resultados obtidos para estas amostras demonstraram que a reactividade é favorecida se a amostra for calcinada a baixa velocidade e com maior quantidade de carvão activado, enquanto que com uma maior velocidade de calcinação é favorecido o adsorvente com menor quantidade de carvão. Foi conseguido um novo adsorvente de CaO sintetizado pela técnica sol-gel com carvão activado, com maior actividade e sem desactivação durante os primeiros 10 ciclos de carbonatação/calcinação quando comparadas com o CaO sintetizado pelo método sol-gel sem carvão activado.