DESEMPENHO DE MICROSSISTEMAS NO TRATAMENTO DE GÁS EXAUSTO COM MEA: INFLUÊNCIA DOS PARÂMETROS OPERACIONAIS
Absorção Química, Descarbonização, Intensificação de Processos, Microcanais, Monoetanolamina
A necessidade de reduzir emissões de gases de efeito estufa têm estimulado o desenvolvimento de tecnologias para mitigação do CO2. A captura por absorção química com monoetanolamina (MEA) é uma das alternativas mais eficientes, porém sua etapa de regeneração do solvente é problemática. Nesse contexto, reatores de microcanais destacam-se como uma abordagem promissora, com potencial para aumentar a eficiência energética e reduzir custos operacionais. Portanto, este trabalho teve como objetivo investigar a eficiência da captura de soluções de MEA de CO2 em microssistemas, avaliando diferentes condições operacionais e dimensões dos canais para o tratamento de gases de pós-combustão. Ensaios experimentais em três microssistemas distintos, variando-se os seguintes parâmetros: (i) concentração de MEA (0,5, 1,0, 2,0 e 2,5 mol/L); (ii) razão gás/líquido (15:1, 10:1 e 5:1); (iii) diâmetro do canal (0,6 e 0,9 mm); e (iv) comprimento do reator (150 e 250 mm). A eficiência de captura e o kLa foram avaliados nessas condições e apresentaram resultados reprodutíveis na faixa de 36,14 – 89,77 % e 3,19 – 14,69 s-1, respectivamente. Os efeitos das condições operacionais sobre esses parâmetros também foram analisados e discutidos. Os resultados indicaram que a operação com MEA a 2,0 M, em razões gás-líquido de 15:1, foi mais vantajosa quando aplicada em reatores com menores diâmetros e maiores comprimentos. Nessas condições, foi possível manter altas eficiências de captura, ao mesmo tempo em que se reduz o custo energético associado ao uso do absorvente. Os ensaios de recirculação mostraram uma redução gradativa na eficiência de captura (81,13 – 59,15 %) e no kLa (11,87 – 6,40 s-1) no melhor microssistema (D = 0,6 mm e L = 250 mm), embora que mesmo após 20 ciclos a solução de MEA não foi saturada, indicando que ainda apresenta potencial para captura. Assim, os resultados reforçam o potencial dos microssistemas como alternativa viável e eficiente para a intensificação de processos de captura de CO2 em aplicações de tratamento de gases de pós-combustão.