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Disertación de Maestría
DOI
10.11606/D.18.2011.tde-03102013-093801
Documento
Autor
Nombre completo
Daniela Andresa Mortari
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Carlos, 2011
Director
Tribunal
Crnkovic, Paula Cristina Garcia Manoel (Presidente)
Milioli, Fernando Eduardo
Pécora, Araí Augusta Bernárdez
Título en portugués
A estrutura física de calcários e a reatividade como sorventes de 'SO IND.2'
Palabras clave en portugués
Calcários
Dessulfurização
Planejamento experimental
Porosimetria
Termogravimetria
Resumen en portugués
Devido aos diversos efeitos causados pela presença de 'SO IND.2' em gases liberados na atmosfera, considerável atenção tem sido dada às técnicas para remoção deste poluente proveniente do processo de combustão. Neste trabalho apresenta-se um estudo relacionado com a determinação das melhores condições de granulometria e temperatura no processo de sorção de 'SO IND.2' por um calcário dolomítico, denominado DP, e um calcário calcítico, denominado ICB, empregando-se a termogravimetria e porosimetria de adsorção de nitrogênio. Foram estudadas cinco faixas de granulometria média (385, 460, 545, 650 e 775 µm) e temperatura (variando de 745 a 920 ºC) para cada calcário. Com a aplicação do planejamento experimental, obtiveram-se superfícies de resposta com pontos de máximo indicando as melhores condições para cada calcário. Para o calcário DP, as maiores conversões (52%) foram obtidas na temperatura de calcinação de 850ºC e granulometria de 545 µm e as menores conversões foram obtidas para temperaturas acima de 900ºC e abaixo de 780ºC. Para o calcário ICB, as melhores condições foram obtidas em temperatura de 815ºC e 274 µm (conversão de 36,7%). Estabelecendo-se uma correlação entre a superfície de resposta e os parâmetros da estrutura física, os calcários, na condição de máxima conversão, apresentaram maior distribuição de poros na região de 20 a 110 A, indicando que a quantidade de poros menores pode ser um fator importante na reatividade do calcário. Pelos resultados apresentados na porosimetria, ambos os calcários apresentaram a média de diâmetro de poros próxima a 0,01 µm, indicando que o processo de difusão deveria seguir a Lei de Fick. No entanto, para calcário ICB observou-se o maior desenvolvimento de microporos, indicando que o mecanismo de difusão deste calcário possivelmente segue a Lei de Knudsen, justificando as menores conversões pelo rápido bloqueio dos poros, que impedem que as camadas mais internas sejam atingidas. Por meio das imagens obtidas por MEV, observou-se que a superfície do calcário ICB sulfatado apresentou uma camada mais fechada e compactada do que o calcário DP.
Título en inglés
The physical structures of a dolomite and a limestone and their reactivities as 'SO IND.2' sorbents
Palabras clave en inglés
Desulfurization
Experimental design
Limestones
Porosimetry
Termogravimetry
Resumen en inglés
Due to various effects caused by the presence of 'SO IND.2' in gases released into the atmosphere, considerable attention has been given to techniques of removal of this pollutant from the combustion processes. This dissertation reports on studies related to the determination of the optimum conditions of temperature and particle size in 'SO IND.2' sorption by a dolomite, called DP and a calcite, called ICB. Five ranges of granulometry (385, 460, 545, 650 e 775 µm) and temperature (from 745 to 920ºC) were studie for each limestone. The application of experimental design resulted in a response surface with maximum values of temperature and particle size. For DP, the highest conversions (52%) were obtained at 850ºC and particle size of 545 µm and the lowest conversions were obtained at temperatures over 900ºC and below 780ºC. For ICB, the best conditions were obtained at 815ºC and 274 µm (36.7% conversion). The correlation between response surface and physical structure parameters showed that the amount of small pores is an important factor in the reactivity of the sorbents. For both DP and ICB, the average of pore size is close to 0.01 µm, indicating that the diffusion mechanism should follow the Fick law. However, in limestone ICB a further development of micropores was observed, allowing concluding that the diffusion mechanism possibly follows Knudsen law, which justifies the lowest conversions by quick pore blockage, consequently making the inner layers inaccessible. These assumptions were evidenced by the scanning electron microscopy (SEM), in which a compacted and closed layer was showed on ICB sulfated surface.
 
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Mortari.pdf (6.27 Mbytes)
Fecha de Publicación
2013-11-05
 
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