Estudou-se o processo de dessorção de dióxido de carbono (CO2) de uma solução aquosa de monoetanolamina (MEA) em uma coluna de pratos em escala de laboratório. Os ensaios foram realizados a partir de uma solução aquosa 30 % em massa de MEA carbonatada. O dessorvedor consistia em uma coluna de vidro de 8 cm de diâmetro com 5 pratos, contendo um único borbulhador tipo bubble cap, espaçados de 6 cm e vertedouro de 2 cm. O refervedor consistia em um balão de vidro imerso em uma manta elétrica e o condensador um trocador de calor tipo serpentina com água de resfriamento. A coluna foi instrumentada e as temperaturas do refervedor, dos pratos e condensador foram medidas de forma online. As concentrações de CO2 total (CO2 dissolvido, MEACOO, HCO3 e CO32) e MEA total (MEA livre, MEAH+ e MEACOO ), determinadas por meio da titulação potenciométrica, foram determinadas nos pratos e no refervedor, ao longo tempo. Estudou-se, inicialmente, o processo de dessorção em operação semi-batelada em condição de refluxo líquido total, com saída apenas do CO2 úmido. As temperaturas dos cinco pratos ficaram próximas durante todo o ensaio (95 °C a 96 °C). O início do processo foi caracterizado por uma alta dessorção de CO2 e evaporação do solvente. Ao final do processo, os dois pratos mais próximos do refervedor possuíam uma pequena quantidade de MEA (< 3 %), e todos os pratos continham basicamente água (> 95 %) e CO2. Para a operação contínua do processo realizou-se a alimentação no segundo prato, a partir do topo, e retirada de produto no refervedor, nas seguintes vazões de alimentação média 1,26 L/h e 0,55 L/h. As temperaturas e concentrações de CO2 total atingiram o estado estacionário. O primeiro prato e destilado continham majoritariamente água ( 98 %), enquanto os pratos apresentaram uma concentração de MEA total e CO2 total inferiores à alimentação, com a concentração de MEA total aumentando e de CO2 total diminuindo ao se aproximar do refervedor. O processo experimental foi simulado utilizando o Aspen Plus v10, sendo possível reproduzir a mesma quantidade de CO2 total dessorvido e as temperaturas, com pequena diferença, em toda a coluna. As concentrações de CO2 nos pratos foram subestimadas. Avaliou-se por meio de simulações os efeitos de diferentes variáveis do processo na dessorção de CO2, sendo que a quantidade capturada do gás era favorecida pelo aumento do número de estágios, alimentação nos estágios mais próximos do topo da coluna, altas pressões e baixa razão de refluxo. Investigou-se a influência das mesmas no consumo específico de energia para a regeneração do solvente. Realizou-se, também, a análise exergética do processo de dessorção utilizando o Aspen Plus para o cálculo da exergia física e mistura, e uma planilha de cálculo para calcular a exergia química das correntes. A coluna de dessorção é responsável por cerca de 35 % da exergia destruída do processo de captura, sendo as cargas térmicas associadas ao condensador e refervedor responsáveis por mais de 70 % desta destruição de exergia. Os pratos contribuem com cerca de 5 % da exergia total destruída. A destruição de exergia era maior em colunas com menor número de estágios, alimentações feitas no fundo da coluna, baixas pressões e altas razões de refluxo, explicando o maior consumo de energia nestas condições de operação da dessorção.

The desorption process of carbon dioxide (CO2) in an aqueous solution of monoethanolamine (MEA) in a tray column was studied. The tests were carried out using a 30 % mass aqueous solution of carbonated MEA. The desorber consisted of an 8 cm diameter glass column with 5 trays, each containing a single bubble cap, spaced 6 cm apart and with a 2 cm weir. The reboiler consisted of an electrical glass flask heating mantle, and the condenser was a coil-type heat exchanger using cooling water. The column was instrumented and the temperatures of the reboiler, each tray, and condenser were measured online. Moreover, the concentrations of total CO2 (dissolved CO2, MEACOO, HCO3 and CO32) and total MEA (free MEA, MEAH+, and MEACOO), determined by potentiometric titration, were measured in the trays and in the reboiler over time. Initially, the desorption process was studied in a semi-batch process under total liquid reflux, with only wet CO2 as an outlet. The temperatures of the five trays were close throughout the test (95 °C to 96 °C). The beginning of the process was characterized by higher desorption of CO2 and evaporation of the solvent. At the end of the process, the two trays closest to the reboiler had a small amount of MEA (< 3 %), and all trays contained water (> 95 %) and CO2. In the continuous operation of the process, the feed was carried out in the second tray from the top and withdrawal in the reboiler, at the average feed rates of 1.26 L/h and 0.55 L/h. Temperatures and total CO2 concentration reached steady state. The first tray and distillate contained mostly water ( 98 %) and the remaining trays had a concentration of total MEA and total CO2 lower than the feed, with the total MEA concentration increasing and total CO2 concentration decreasing as they approached the reboiler. The experimental process was simulated using Aspen Plus v10, making it possible to reproduce the same amount of CO2 desorbed and the temperatures, with small deviations, throughout the column and underestimates of CO2 concentrations in the column trays. The effects of different process variables on CO2 desorption were evaluated via simulations. The amount of gas captured was favored by the increase in the number of stages, feeding in stages closest to the top of the column, high pressures, and low reflux ratio. These same variables also contributed to lower specific energy consumption for solvent regeneration, except for the reflux ratio, which increased energy consumption. Exergy analysis of the desorption process was also performed using Aspen Plus to calculate the physical and mixture exergy and a spreadsheet to calculate the chemical exergy of the streams. The desorption column is responsible for more than 35 % of the exergy destroyed in the capture process, and the thermal loads associated with the condenser and reboiler are responsible for about 70 % of this exergy destruction. The trays contribute only 5 % of the total exergy destroyed. The exergy destruction was greater in columns with fewer stages, feeds made at the bottom of the column, low pressures, and high reflux ratios, which explains the higher energy consumption in these operating conditions of the desorption.