Caracterização e comparação da absorção de CO2 em soluções de mistura de alcanoaminas e outros solventes em coluna recheada

Resumo

A captação e fixação do CO2 é um importante método de controle de gases de efeito estufa (GEE). Na maioria dos casos industriais, os processos de remoção de CO2 são por absorção química em soluções de alcanoaminas e regeneração das aminas, por dessorção, para reciclo no processo. Os custos operacionais são altos devido ao elevado consumo de energia na etapa regeneração dos solventes e no consumo destes por degradação. Os desenvolvimentos tecnológicos têm sido na busca de novos solventes que proporcionem boa velocidade de absorção e baixo custo de regeneração. No presente trabalho, pretende-se estudar a absorção de CO2 em novos solventes à base de aminas e em líquidos iônicos. Em uma primeira etapa, serão realizados estudos experimentais em uma coluna de parede molhada com os objetivos de selecionar os solventes e de determinar as velocidades de absorção num sistema de área interfacial conhecida, isotérmico e à pressão ambiente. As principais variáveis a serem consideradas e as respectivas faixas de variação são: concentração dos solventes, de 0,1 a 3,0 M, concentração de CO2 em uma mistura com ar, de 2 a 15%, e temperatura de 273 a 323 K. Numa segunda etapa, o estudo teórico e experimental será desenvolvido com os solventes selecionados e empregando-se uma coluna absorção com recheio estruturado para a caracterização da eficiência de absorção em função das vazões de líquido e de gás, para diferentes concentrações e à pressão atmosférica. Um modelo será desenvolvido com base nos balanços de massa e energia, reações químicas, processos de transferência de massa nas fases gás e líquida e nas velocidades de absorção obtidas na coluna de parede molhada. As eficiências de absorção calculadas pelas simulações matemáticas serão comparados com as resultados experimentais. Pretende-se com este trabalho a ampliação do conhecimento da absorção de C02 em novos solventes, empregando-se colunas de absorção compactas, e com baixo custo operacional associado à regeneração de solventes. (AU)