Desenvolvimento de fosfato de cálcio trifásico para adsorção de CO2 em leito fluidizado por meio da técnica Pressure Swing Adsorption (PSA)

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Gonçalves, Eduardo Accoroni
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais; Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais; Brasil; CEFET-MG
• Palavras-chave em Português: Fosfato de cálcio; Hidroxiapatita; Porosidade; Gás carbônico; Adsorção
• Link de acesso: https://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/912

Adsorventes à base de fosfato de cálcio não são muito comuns em sistemas de captura de CO2. Tendo em vista esse fato, o presente trabalho propõe o estudo de um composto cerâmico à base de fosfato de cálcio, denominado Fosfato de Cálcio Trifásico (FCT), composto por Fosfato de Cálcio Amorfo (ACP); Fosfato Tricálcico (?- TCP) e Hidroxiapatita (HA). O FCT representa uma tentativa de aprimoramento dos adsorventes de fosfato de cálcio formados em temperaturas abaixo de 400ºC. Essa pesquisa teve como principais objetivos a sintetização e caracterização do FCT, e a simulação das condições de emissão de CO2 de uma chaminé, comparando os resultados obtidos para o FCT exposto ao CO2 em um leito fluidizado com o comportamento do ACP descrito em resultados de estudo anterior. Para realização dos ensaios, aprimorou-se o sistema de leito fluidizado que injeta o CO2 e o ar comprimido em proporções específicas, simulando a emissão de gases liberados pela queima de carvão por chaminés industriais. Para este experimento foi adotada a técnica de adsorção por pressão balanceada - PSA. O equipamento utilizado foi desenvolvido considerando a metodologia Conceiving, Designing, Implementing, Operating - CDIO sendo composto por três colunas para fluidização interligadas através de válvulas de admissão e escape, nas quais são depositados os adsorventes em pó (FCT). Nesse equipamento estão acoplados dispositivos que permitem medições da composição e vazão dos gases de forma contínua sem a necessidade de interrupção do fluxo quando é executada a troca do pó adsorvente. Foram feitas quantificações dos níveis iniciais de CO2 (13±1%) com avaliação da adsorção em ciclos de até 300 minutos à temperatura ambiente, alternando-se a coluna com o adsorvente em cada ciclo. A comparação dos resultados de adsorção do FCT e do ACP saturados com CO2 mostrou uma eficiência maior do ACP, com um aumento substancial na taxa de adsorção durante os primeiros 120 minutos, reduzindo a concentração a 5,4% vol. CO2 e, a partir deste ponto, ocorre a saturação até o final do ciclo. A taxa de adsorção do FCT reduz a concentração ao valor aproximado de 8% vol. CO2, ocorrendo a saturação a partir desse ponto até o fim do ciclo. Essa diferença percentual entre o FCT e o ACP revelou uma redução da reatividade do FCT ao CO2 em relação ao ACP para adsorção à temperatura ambiente. Palavras-Chave: Mitigação, CO2, FCT, Adsorção PSA.