Síntese de zeólitas a partir de cinzas de carvão para captura de dióxido de carbono

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Costa, Bárbara Meier da
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul; Faculdade de Engenharia; Brasil; PUCRS; Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia de Materiais
• Palavras-chave em Português: CINZAS DE CARVÃO; DIÓXIDO DE CARBONO; ENGENHARIA DE MATERIAIS; ENGENHARIAS
• Link de acesso: http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/7040

As cinzas leves de carvão (CLC) são um dos principais resíduos gerados durante a queima desse combustível fóssil. A geração global anual de CLC é de cerca de 800 milhões de toneladas e vem aumentando cada vez mais. Apesar de uma parte ser reciclada e reutilizada na área de construção civil, boa parte ainda é destinada a aterros sanitários. O presente trabalho visa sintetizar zeólitas em duas diferentes escalas empregando-se para tanto CLC oriundas do Complexo Termoelétrico Jorge Lacerda, SC, com o intuito de utilizá-las na adsorção de dióxido de carbono (CO2). Para síntese da zeólita foi utilizado o processo hidrotérmico em duas etapas. A primeira etapa consistiu basicamente na extração de Si e Al contidos na CLC. A segunda consistiu em adicionar uma fonte externa de Al em solução alcalina para acerto da razão molar e formação da zeólita de interesse. Os parâmetros tempo, temperatura, razão Si/Al e meio reacional da escala de bancada foram otimizados para que o aumento de escala (5 vezes) fosse realizado. O material zeolítico obtido foi caracterizado com o uso de MEV-FEG, DRX, RMN e BET indicando a presença de zeolitas X (fase majoritária) e A. Sob as condições utilizadas obteve-se em escala menor uma massa de 5,5 g da zeólita de interesse, enquanto com escala maior foi possível obter um valor 7 vezes maior. Para os testes de adsorção/dessorção de CO2 nos materiais zeolíticos, estas foram transformadas em pelotas utilizando bentonita e álcool polivinílico (PVA). O material se mostrou eficiente na captura e seletividade de adsorção de CO2 tanto em mistura com He (gás inerte), quanto em mistura com outros gases (CH4 e CO;) a temperatura de 30oC e pressão total de 1 atm. Obteve-se capacidades de adsorção de CO2 de 0,47 mmol.g-1 e 0,92 mmol.g-1 com o padrão individual em mistura de He e com padrão sintético (CO, CH4 e CO2, balanço em N2), respectivamente. O material adsorvente produzido demonstrou boa regeneração, tendo facilidade para dessorver o CO2 adsorvido tanto com e sem calor, para os três ciclos de adsorção/dessorção testados. Os resultados deste estudo indicaram que o produto zeólitico sintetizado (X e A) a partir de CLC, tem potencialidade de uso para a adsorção de CO2 em diferentes condições.