CO2 REACTIVITY OF MINERAL COALS, BIOMASS AND COKES

• Main Author: JERSON EDWIN ALVARADO QUINTANILLA
• Other Authors: JOSE CARLOS D ABREU
• Language: Portuguese
• Published: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO 2012
• Online Access: http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=21271@1; http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=21271@2

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO === COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR === PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTS. DE ENSINO === O presente trabalho apresenta a comparação da reatividade ao CO2 de Carvões Minerais, de Biomassas e Coques. Os ensaios realizados foram feitos empregando pastilhas de forma cilíndrica, tanto para materiais sem desvolatilização e desvolatilizados e sob uma temperatura de 1100 graus Celsius. É apresentado um breve histórico das matérias primas carbonosas e seus comportamentos com respeito à reatividade. Os experimentos de reatividade foram realizados em Forno elétrico tubular e em Termobalança, enquanto que as análises da porosidade foram realizadas no MEV. Os resultados mostraram que o material carbonoso que apresentou menor reatividade foi o Coque Verde de Petróleo (CVP), 65,89 por cento e 46,77 por cento, para amostras sem desvolatilização e desvolatilizadas, respectivamente. Por outro lado o Carvão Vegetal apresentou a maior reatividade, 98,05 por cento e 95,96 por cento, também para amostras sem desvolatilização e desvolatilizadas, respectivamente. No caso da nova biomassa empregada, o Carvão de Capim Elefante, a reatividade foi superior ao CVP, similar ao Coque Metalúrgico, mas muito distante do Carvão Vegetal. Com relação à porosidade, os materiais depois de reagirem com o CO2, tornaram-se mais porosos que as amostras virgens. Observou-se também em aumentos de 1800x, alguns materiais apresentaram a tendência de se aglomera formando pequenas esferas sobre a superfície das partículas. Na análise TGA, mediu-se para o Carvão Vegetal, a maior perda de peso em presença do CO2 (maior reatividade) e ainda, que Coque Verde de Petróleo sofreu a menor perda de peso (menor reatividade). O modelo cinético empregado, modelo de reação contínua, teve boa correlação, perto de 99 por cento, para os diferentes tipos de materiais. As energias de ativação aparente das biomassas foram menores que as determinadas para os carvões e coques. === This work presents comparisons between the reactivity with CO2, measured at 1100 Celsius degrees, for Coals, Biomass and Cokes, shaped as cylindrical pellets, tested without volatilization and devolatilized. A brief historical review is presented for these carbonaceous materials together with their reactivity behavior. The experimental runs for the materials were made in a Tubular Furnace, Thermogravimetric Balance and the characterizations, as porosity, using a SEM, following the experimental procedure and parameters suggested in the bibliography. The obtained results showed that the carbonaceous material with the lowest reactivity was the Green Petroleum Coke, 65.89 per cent and 46.77 per cent , for samples without devolatilization and devolatilizated, respectively. The Charcoal, on the other hand rated 98.05 per cent and 95.96 per cent, also for samples without devolatilization and devolatilizated, respectively. In the case of new biomass used, Elephant Grass, its reactivity was superior to that of the Green Petroleum Coke, similar to the Metallurgical Coke but far greater than the Charcoal. As for the porosity, the devolatilized materials, after the reaction with CO2 became more porous than the virgin material, presenting also residues that tended to clump together forming small beads on the material’s surface, these were observed with increases at 1800x. The analyses TGA confirmed that Charcoal, submitted to CO2, lost more weight than the other tested carbonaceous materials and the GPC lost the least. The kinetic model, continuous reaction, showed good correlation, about 99 per cent , for every material. The apparent activation energies for the biomasses showed lower values than for the coals and cokes.