Avaliação do emprego de sulfato de amônio, ácido cítrico e óxido de magnésio como aditivos na dissolução da cal, visando aplicações em processos de SDA para remoção de enxofre

After the wet scrubbing process, SDA (Spray Drying Absorption) is the most common technology used for FGD (Flue Gas Desulfurization) purposes. Even though they possess a lower energy demand, SDA systems have limited sulfur removal capacity compared to the conventional wet process. One way to overcome this issue is to improve the mass transfer in the liquid phase by adding a compound that increases the lime dissolution rate. Among several suitable compounds reported in the literature, magnesium oxide, citric acid and ammonium sulfate were found to be most attractive ones due to the their low cost. Therefore, the present study aims to investigate the utilization of citric acid, magnesium oxide and ammonium sulfate as additives in lime dissolution in order to enhance the performance of semi-dry FGD processes. The influence of the temperature and stirring speed were also evaluated. The experiments were carried out in a pH-stat apparatus and the dissolution rate was estimated on the basis of shrinking core model. The experimental data was analyzed by means of a regression model. Both the mass transfer and reaction process were found to have an important role in the system. Ammonium sulfate demonstrated the best results, increasing the dissolution rate by up to 100 %. On the other hand, the presence of citric acid improved the dissolution rate by only 15 % and a slower dissolution rate was obtained when magnesium oxide was added. Moreover, the effect of ammonium sulfate was found to be strongly affected by the temperature and stirring speed.Sistemas de SDA (Spray Drying Absorption) estão entre as tecnologias mais utilizadas para a captura de compostos sulfurados presentes em efluentes gasosos industriais. Porém, apesar de ser energeticamente mais econômico, este processo geralmente apresenta baixa eficiência em termos de remoção de enxofre comparado ao sistema úmido convencional. Uma maneira de contornar esse problema é através do uso de aditivos que aumentem a taxa de dissolução da cal e melhorem a transferência de massa na fase líquida. Dentre os inúmeros compostos que possuem tal propriedade, óxido de magnésio, ácido cítrico e sulfato de amônio estão entre os mais promissores por conta de seu baixo custo. Sendo assim, este trabalho investiga a utilização de ácido cítrico, óxido de magnésio e sulfato amônio como aditivos no processo de dissolução da cal visando melhorar a eficiência de sistemas de SDA. Foi analisada também a influência das variáveis temperatura e agitação, tendo como base o modelo de encolhimento de núcleo para estimação da taxa de dissolução da cal. Os experimentos foram feitos em um sistema pH-stat e os dados obtidos foram avaliados por meio de um modelo de regressão. Tanto a etapa de transferência de massa como de reação na superfície tiveram um papel importante no sistema. O sulfato de amônio foi o aditivo que demonstrou os resultados mais promissores, proporcionando uma melhora de até 100 % na velocidade de dissolução do sólido. Por outro lado, a presença de ácido cítrico trouxe um aumento de apenas 15 % na taxa de dissolução, enquanto que a adição de óxido de magnésio resultou em uma dissolução mais lenta da cal. Também foi constatado que há uma interação significante entre a presença de sulfato de amônio e as variáveis temperatura e agitação