ZEOLITIZAÇÃO DE CINZAS DE COMBUSTÃO DE CARVÃO:

Transcrição

1 ZEOLITIZAÇÃO DE CINZAS DE COMBUSTÃO DE CARVÃO: A QUESTÃO DA ECONOMICIDADE DO PROCESSO FERRET, L.S.; GUARIENTI, F.H. (CIENTEC) PIRES, M.J.R.; CARDOSO, A. (PUCRS) III CONGRESSO BRASILEIRO Agosto

2 Introdução Contexto Muitas pesquisas no assunto, principalmente em obtenção (viabilidade técnica) e uso. Pouco em otimização de processo, principalmente em tornar o processo economicamente viável.

3 Zeólitas X Cinzas ZEÓLITAS Alumino silicato cristalino Tetraedros de silica Substituição de Si por Al Carga negativa compensada por cations CTC, absorção, catalise CINZAS Alumino silicato: amorfo, muscovita, caulinita, ortoclásio Q, Calcita, Hematita e Mulita Fonte de Si e Al

4 Opções de processo de obtenção Tratamento hidrotérmico em meio alcalino em um estágio. Extração de Si em meio alcalino, seguido de tratamento hidrotérmico. Tratamento hidrotérmico em meio alcalino em dois estágios. Fusão prévia das cinzas com a base, seguido de tratamento hidrotérmico.

5 Análise Morfológica - Cinzas Candiota

6 Análise Morfológica - Zeólitas NaOH 3M, 6mL/g, 100 o C, 1dia 100.1D.3.Na6 - CIENTEC NaOH 1M, 18mL/g, 150 o C, 1dia 150.1D.1.Na18 - PUCRS

7 CTC e rendimento do processo 100.1D.3.Na6..0,57 em relação a CTC teórica da zeólita P (4,6 meq/g)..cada unidade de massa de cinza Candiota produziu 0,94 unidades de massa deste produto 150.1D.1.Na18..0,62 em relação a CTC teórica da zeólita P (4,6 meq/g)..cada unidade de massa de cinza Candiota produziu 1,0 unidades de massa deste produto

8 1 estágio Tratamento Hidrotérmico Convencional 100.1D.3.Na6 entrada Saída (xr$1000) 0,01 1t cinzas 0,96 0,94t zeólita P (R$1.020/t) 0,83 0,72t NaOH 0,04 6t água industrial 0,08 energia 0,96 total 0,96 total

9 1 estágio a 100.1D.3.Na6 custaria R$1020,00/T ou US$628/T (maio 2011). Já a 150.1D.1.Na18 teria um custo de produção 18% maior que a 100.1D.3.Na6 (por unidade de massa), e mostrou uma CTC 11% maior.

10 Preços das zeólitas Naturais:<US$200/T. Sintéticas puras: >US$600/T. Zeólita P (em base cinzas)do 1º estágio foi colocado em US$300/T, e a da zeólita A de maior pureza do 2º estágio, o dobro deste valor, ou seja, US$600/T.

11 Balanço de massa Na obtenção da 100.1D.3.Na6 aproximadamente 40% das cinzas ficaram solubilizadas na solução remanescente do tratamento hidrotérmico com NaOH, e de igual forma 30% no caso do 150.1D.1.Na18; e 12,5 e 10% do Sódio adicionado com o NaOH para os tratamentos hidrotérmicos ficaram incorporados aos produtos 100.1D.3.Na6 e 150.1D.1.Na18, respectivamente.

12 2 estágios Tratamento Hidrotérmico Convencional obtendo a 100.1D.3.Na6 no 1ºestágio entrada saída (xr$1000) 0,01 1t cinzas 0,46 0,94t zeólita P 0,83 0,72t NaOH 0,94 0,96t zeólita A de maior pureza 0,36 0,447t Al(OH) 3 0,04 6t água industrial 0,10 energia 0,16 outros custos e lucro 1,50 total 1,50 total

13 Conclusões zeólitas de cinzas ainda não tem preço estabelecido de venda (pelo mercado), é necessário o balizamento de seu preço pelo preço dos produtos concorrentes, ou seja das zeólitas naturais e das sintéticas puras.

14 continuação Conclusões Um bom indice seria o maior preço da zeólita pura análoga multiplicado pela relação entre as CTC da zeólita de cinzas e o valor teórico da CTC da zeólita análoga (neste caso o da zeólita P).

15 continuação Conclusões Para que se chegue a um produto economicamente viável muito ainda há de ser feito em busca da otimização de uso dos insumos, bem como a busca de insumos alternativos de menor custo.

16 OBRIGADO PELA ATENÇÃO