Dióxido de enxofre : impacto ambiental e dessulfuração - caso aplicado aos gases da combustão do carvão Recreio em leito fluidizado

Abstract

Neste trabalho foi realizado o estudo da dessulfuração dos gases de combustão do carvão pela adição de calcário em um combustor com leito fluidizado de escala semi-industrial. Para isto foi utilizado o carvão proveniente da mina do Recreio com o qual foram testados dois calcários distintos oriundos dos municípios de Pantano Grande e Candiota com teores médios de CaO e de MgO de 28,63% e 20,13% para o primeiro e de 50.13% e 2.03% respectivamente. Foi avaliado o efeito da razão molar Ca/S, temperatura e composição química sobre a eficiência de dessulfuração. Em geral a temperatura operacional adotada foi em torno de 850 °C com velocidade superficial média de 33.68 cm/s com excesso de ar médio de 317,80%. Ficou claro neste experimento que com a elevação da razão molar Ca/S ocorreu a elevação da eficiência de dessulfuração. Isto é válido até um limite a partir do qual a adição de calcário não contribui mais de forma significativa para dessulfuração. A razão molar Ca/S estudada oscilou de 0 a 5,38 para o calcário Candiota e de 0 a 4,51 para o calcário de Pantano Grande. Sendo que a eficiência de dessulfuração máxima alcançada nos dois casos, sem reciclagem do material particulado capturado no ciclone, foi de 66,85% para o calcário Unical de Pantano Grande e de 62,14% para o calcário Cimbagé de Candiota. A razão molar ótima para atingir esta performance situou-se na faixa entre 3,5 e 4,5 para ambos calcários com melhor performance para o procedente de Pantano Grande. Foi avaliado ainda o efeito da temperatura sobre a dessulfuração com uma determinada razão molar Ca/S (1 ,66). Na faixa de 800-900 °C não observou-se diferenças significativas entre os níveis de emissão de So2 (1200 ppm). Acima de 900 °C constatou-se uma elevação acentuada de SO2 (1900 ppm). O carvão Recreio apresenta um teor razoável de enxofre (2,03%) sendo que ficou claro que a adição de calcário provocou o decréscimo das emissões de SO2. Mesmo assim a redução destas emissões não foi suficiente para enquadrar-se dentro dos limites da legislação Brasileira. Assim para o carvão Recreio é importante a utilização de sistemas gravimétricos para separar o enxofre inorgânico. Além disto recomenda-se a utilização de calcário no combustor bem como o reciclo de particulados. Desta forma este método de dessulfuração em leito fluidizado será mais atrativo técnica e economicamente.

The aim of this work was to study the desulfurization of combustion coai gases on a pi lot-scale fluidized bed combustor. The materials utilized were Recreio coal and two kinds of limestones, from Pantano Grande (CaO: 28.63% and MgO: 20.13%) and Candiota counties (CaO: 50.13% and MgO: 2.03). In this experiment the effect of Ca/S molar ratio, temperature and chemical composition of limestone on the desulfurization efficiency were analyzed. In general the combustor was operated at about 850°C with a 33.68 cm/s mean air velocity and 317.80% overall excess air. In trus work the relationship between the Ca/S molar ratio and desulfurization efficiency became clear. When the Ca/S molar ratio was increased the desulfurization efficiency also increased. However, when the maximum value of desulfurization efficiency was reached no more addition of limestone was necessary. The Ca/S molar ratio tested in this work ranged between O and 5.38 for the Candiota limestone and between O and 4.51 for the Pantano Grande limestone. The maximum desulfurization efficiency obtained, both cases without recycle, was 66,85% for Candiota limestone and 62.14% for Pantano Grande limestone. The best Ca/S molar ratio found was between 3.5 and 4.5 for both limestones. The effect of temperature on the desulfurization with a Ca/S molar ratio of 1.66 was studied . In the 800-900°C range no difference in SO2 emissions (1200 ppm) was observed . However above 900°C it was noticed that the S02 errussions increased considerably (1900 ppm). Recreio coai has a reasonable content of sulfur (2.03%). The addition oflimestone in the combustor reduced the S02 emissions but it was not enough to meet Brazilian regulations. Then for Recreio coai systems of pre-treatment to separate inorganic sulfur like flotation are recommended. Besides the addition of limestone in the combustor chamber as weU as the recycle of particulares are recommended, so trus method of desulfurization will become more attractive economically and technically.