Search

The effect of the coal volatile matter content and particle size has been investigated in a new lab-scale pulverized coal injection rig (PCI rig) in terms of combustion efficiency and pressure variation. Two coals typically used for blast furnace injection (a high and a low volatile bituminous coal) and their blends experienced combustion under pressurized conditions and extremely high heating rates and short residence times such as those experienced by coal particles in industrial process. Combustion tests were conducted for a low volatile coal prepared in the particle size ranges of 25–75 µm, 105–250 µm and 250–500 µm. Burnouts were lower for the larger particle size sample, but the intermediate particle size sample (105–250 µm) yielded similar conversion to that of the finer sample. The burnouts of the high and low volatile coal, as well as those of their blends were proportional to the volatile matter content of samples in the test conditions. The measurement of pressure variation in the reactor chamber indicated a displacement in the beginning of reactions to longer times as larger was the particle size of coal. The high volatile coal reached the maximum pressure variation earlier than the low volatile one and the combustion of this coal in the blends may have anticipated the reaction of the low volatile coal portion in the blends. Keywords: Blast furnace injection, Coal combustion, Lab-scale combustion test facility, Combustion pressure

O presente trabalho apresenta uma metodologia de avaliação dos processos de combustão em um Drop Tube Furnace– DTF. O processo de combustão é modelado em um software comercial de Mecânica de Fluidos Computacional - CFD e posteriormente ampliado com o auxílio da metodologia estatística de Projeto de Experimentos – DoE. As simulações são baseadas em parâmetros de operação reais de um DTF associado a dados experimentais disponíveis na literatura, considerando a reação de combustão de carvão. O modelo CFD permite observar o perfil de escoamento, temperatura das partículas de carvão, etapas de devolatilização e oxidação do carbono residual, composição dos gases de combustão, taxa de queima de partículas (burnout), além dos efeitos da fuligem e da radiação térmica no processo. Os resultados do CFD mostram o efeito da queima e da fuligem na temperatura da chama, as taxas de burnout de acordo com o tempo de permanência e a temperatura no reator, e quantificam as emissões de CO e NOx. Os desvios médios entre os resultados calculados e os dados experimentais da literatura para temperatura e burnout são de 1,65 % e 3,2 %, respectivamente, obtidos com o modelo em CFD, e de 6,02 % e 3,5 % para o metamodelo. DoE é aplicado aos fatores de controle mais relevantes para as faixas de operação, como: excesso de ar (120 à 585 %), umidade (1,5 à 12 %) e teor de cinzas (1,5 à 10 %) do combustível. Os fatores de resposta observados são temperatura dos gases, burnout, carbono residual (Char), fração de cinza residual (Ash Residual), NOx e fuligem (Soot). O DTF é dividido em 7 volumes adjacentes para os quais são construídos metamodelos algébricos que permitem o cálculo rápido da fração mássica de cinza na partícula, carbono residual, fuligem e NOx. O desvio médio entre os resultados do metamodelo e dos dados experimentais é de 6,02 % para a temperatura dos gases, 3,58 % para o teor de cinzas residuais e 0,21% para a fuligem. Desvios maiores são encontrados nas regiões intermediárias do DTF. As duas abordagens numéricas são capazes de caracterizar o processo de combustão com uma boa concordância em relação aos dados experimentais usados como base. The present work presents a methodology for the evaluation of combustion processes in a Drop Tube Furnace - DTF. The combustion process is modeled by a commercial Computational Fluid Mechanics (CFD) software and the study is further expanded with the aid of the Experiment Design statistical methodology (DoE). Simulations are based on actual operating parameters of a DTF associated with experimental data available in the literature, considering the coal combustion reaction. The CFD model allows to observe the flow profile, carbon and biomass particle temperature, residual carbon devolatization and oxidation steps, flue gas composition, burnout rate, as well as the effects of soot and process thermal radiation. CFD results show the effect of burning and soot on flame temperature, burnout rates according to residence time and reactor temperature, and quantify CO and NOx emissions. The average deviations of the results for temperature and burnout to the calculated values and experimental literature data for the same reactor are 1.65% and 3.2%, respectively, obtained with the CFD model, and 6.02% and 3.5% for the metamodel. DoE methodology is applied to control factors within the operating ranges of excess air (120 to 585%), fuel humidity (1.5 to 12%) and ash content (1.5 to 10%), identified as the most relevant to the combustion process. The observed response factors are gas temperature, burnout, residual carbon (Char), residual ash fraction (Residual Ash), NOx and soot, displayed as response surfaces. DTF is divided into 7 adjoining volumes for which algebraic metamodels are constructed allowing for the quick prediction of ash mass fraction, residual carbon, soot and NOx. Metamodel to experimental data average deviation is 6.02% for gas temperature, 3.58% for particulate residual ash and 0.21% for soot. Larger deviations are found in the intermediate regions of the DTF. Both numerical approaches are able to characterize the combustion process with good agreement.

Esta dissertação enfoca o desenvolvimento de um modelo de suporte a decisão de opera ção de uma fornalha de carvão pulverizado, explorando as bases teóricas de dois métodos de solução. O modelo de combustão do carvão utiliza uma descrição da combustão que não considera características dimensionais da fornalha, baseando-se no balanço de átomos, e estimando assim importantes parâmetros de processo como o poder calorí co do carvão, ar necessário à combustão, vazão e temperatura do gás de combustão assim com a concentração dos principais poluentes. O modelo de combustão trata a zona gasosa da fornalha como um reator perfeitamente misturado, sendo sensível à composição química do carvão, assim como à parâmetros de processo como a vazão e temperatura de entrada do ar e combustível. Resultados considerando a fornalha como um único reator, quando comparados à dados reais de operação, apresentaram desvios relativos de 18.46% para a temperatura do gás de combustão e -1.32% para o HHV e 1.82% para o LHV do carvão. Quanto à emissão de poluentes o modelo apresentou desvios relativos de 4.82% para o SO2, 14.72% para CO2, -89.61% para o NO e 53.85% para o O2. A segunda abordagem foi realizada dividindo-se o domínio da fornalha em múltiplas zonas de gás. A radiação foi abordada pelo Método Zonal de Hottel, o qual subdivide o domínio da fornalha em um conjunto de zonas isotérmicas (de superfície e gasosas) e utiliza-se de áreas de troca diretas, determinadas através das correlações polinomiais de Tucker. As áreas de troca totais foram calculadas para contabilizar as múltiplas re ecções dentro da fornalha, enquanto balanços de energia em cada zona foram resolvidos iterativamente. A validação do modelo foi obtida simulando a caldeira de referência estudada por Ström, 1980, onde apesar de ter sido adotado um coe ciente de absorção médio constante (K = 0.5), desvios relativos máximos de 7.6% foram encontrados em relação ao trabalho original. O desvio relativo médio dos resultados em comparação aos dados apresentados por Ström foi de apenas 1.7%. A avaliação de um caso real foi proposta, combinando-se as duas abordagens apresentadas, formando um modelo aplicado a fornalha da caldeira de PECÉM, instalada no estado do Ceará-BR. Um esquema de duas zonas foi proposto, incluindo o modelo de combustão desenvolvido. O resultado do modelo para a temperatura dos gases de combustão apresentou um desvio relativo de apenas 13.12% em relação aos dados obtidos de PECÉM. Em relação a capacidade de predição de poluentes do modelo, diferenças maiores foram observadas. A predição da concentração de dióxido de enxofre apresentou um desvio relativo aos dados reais de 4.04%, enquanto para o CO2 e O2 as diferenças foram de 19.46% e 23.53%, respectivamente. Predições de NO aparecem como um interessante resultado, uma vez que apesar da discretização limitada proposta no modelo, relativa concordância foi observada (desvios relativos de -75.75%). O presente modelo provou ser uma abordagem adequada para a descrição da operação de uma fornalha a carvão pulverizado, combinando processamento rápido com uma implementação simpli- cada. O modelo apresentou bons resultados para a predição da temperatura do gás de combustão e poder calorí co do carvão. A emissão de poluentes, por outro lado, exige maior detalhamento em sua descrição através de equações de taxa de reação, buscando melhorar a precisão do modelo. Não obstante, o modelo foi capaz de sugerir cenários de operação da fornalha em função de diferentes composições de carvão e dos parâmetros de processo, atingindo os requisitos de um modelo básico de suporte à decisão operacional. This master thesis focuses on the development of a coal- red furnace operational decision support model, exploring the theoretical basis of two solution methods. The so-called combustion model is a zero-dimensional approach for coal combustion, based in atomic balance, which estimates important process parameters such as coal Higher Heating Value (HHV), Lower Heating Value (LHV), air ow rate and ue gas temperatures, followed by the concentration of main chemical species in furnace outlet. Combustion model approaches the gas zones as perfect stirred reactors, sensitive to the coal chemical composition and the input process parameters such as inlet ow rates and temperatures. Results were generate considering the entire furnace domain as one reactor, where 18.46% relative deviation was found to the measured ue gas temperature, while HHV and LHV deviates only -1.32% and 1.82%, respectively. Model results for pollutant emission displayed relative deviations of 4.82% for SO2, 14.72% for CO2, -89.61% for NO and 53.85% for O2. The second solution approach consisted of subdividing furnace domain into multiple gas zones. Radiation was approached by means of Hottel's Zonal Method (ZM), which considered isotherm zones (surfaces or gas volumes) to calculate direct exchange areas with the help of Tucker's polynomial correlations. Total exchange areas were calculated to account for radiation multiple re ections inside the furnace, while the energy balance equation system was solved iteratively. Model validation was performed by simulating the benchmark furnace studied by Ström, 1980, with a maximum 7.6% relative deviation to real data, despite the assumption of a constant media absorption coe cient (K = 0.5). Assessment of a real case was performed by combining both approaches, to model the boiler furnace of PECÉM power plant, installed in Ceará-BR. A two gas-zone scheme was proposed, embedding the developed combustion model to describe PECÉM furnace operation. Model ue gas temperature result was 13.12% distant from the measured value. Prediction on sulfur dioxide concentration displayed 4.04% relative deviation to measured data, while CO2 and O2 were 19.46% and 23.53% distant from PECÉM records, respectively. Prediction of NO emission appears as an interesting result since even with a coarse discretization of the domain, relative concordance with real data was observed (-75.75% deviation). The presented model proved to be an interesting approach to describe the behavior of a coal- red furnace, combining fast processing with a simpli ed implementation. Flue gas temperature and coal high heating value were close to measured data. Pollutant emission, however, requires a more detailed treatment, with reaction rate equations, to improve result accuracy. Notwithstanding, the model was able to suggest operation scenarios as a function of di erent coal compositions and process parameters, meeting the requirements of a basic operation decision support model.

A injeção de carvão pulverizado na região das ventaneiras dos altos-fornos (Pulverized Coal Injection – PCI) é uma tecnologia amplamente praticada em altos-fornos com o objetivo de substituir parte do coque empregado por carvões não-coqueificáveis. O carvão injetado fornece energia e gases redutores para o processo de fabricação do gusa, além de contribuir para a redução da emissão de gases poluentes devido à menor produção de coque. Atualmente todo o carvão injetado em altos-fornos brasileiros é importado. O país possui grandes reservas de carvão, porém este carvão necessita passar por processos de beneficiamento para redução dos teores de matéria mineral e enxofre. A flexibilidade do processo PCI permite a utilização de ampla gama de carvões não-coqueificáveis, o que abre a possibilidade para utilização de carvão brasileiro. Este trabalho teve por objetivo avaliar propriedades de carvão brasileiro beneficiado com teor de cinzas de 18,9% para injeção em altos-fornos. O estudo foi conduzido através de ensaios de combustão empregando um moderno simulador de PCI projetado e desenvolvido pelo Laboratório de Siderurgia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (LaSid) e também uma termobalança de modo a ser possível traçar um comparativo entre ambos os equipamentos. Além do carvão brasileiro, de baixo rank, foram utilizados dois carvões importados já em uso para injeção, um de alto e um de baixo rank. A combustibilidade (ou eficiência de combustão) em simulador de PCI foi avaliada pela conversão (burnout), calculada pelo método ash tracer, um balanço de massa entre a quantidade de cinzas que entra e sai do reator. Em termobalança o parâmetro adotado foi a temperatura de pico, correspondente à taxa máxima de reação. Fez-se também a avaliação da reatividade ao CO2 dos chars gerados em simulador de PCI, visto que o char ao deixar a zona de combustão passa por uma zona rica neste gás. Análise estatística revelou que a técnica adotada de burnout mostrou-se bastante eficiente para diferenciar carvões de teores de matéria volátil distintos, porém não no caso de carvões com teores de matéria volátil similares. No simulador de PCI a influência da matéria volátil do carvão foi mais pronunciada do que o rank e em termobalança o rank teve mais efeito sobre a combustibilidade do que a matéria volátil. O carvão brasileiro apresentou propriedades comparáveis às do carvão importado de baixo rank utilizado para PCI. Isto representa uma grande vantagem, visto que possibilitaria a utilização do mesmo na siderurgia. Pulverized coal injection through blast furnace tuyeres (PCI) is a widely practiced technology in blast furnaces to replace part of coke by non-coking coal. Injected coal provides energy and reducing gases for pig iron production process, as well as contributes to reducing pollutants gases emission due to coke saving. Currently all coal injected into Brazilian blast furnaces is imported. The country has large reserves of coal, but this coal needs to undergo beneficiation to reduce mineral matter and sulfur contents. PCI process flexibility allows the employment of a wide range of non-coking coals, which opens the possibility to use Brazilian coal. This work aimed to evaluate properties of Brazilian coal benefited with 18.9% ash content for injection into blast furnaces. The study was conducted through combustion tests employing a modern PCI test rig designed and developed by the Iron and Steelmaking Laboratory (LaSid) of the Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS) and also a thermobalance in order to draw a comparison between both equipments. In addition to low rank Brazilian coal, two imported coals which are already used for injection were used, one high and one low rank. The combustibility (or combustion efficiency) in a PCI test rig was evaluated by burnout, calculated by the ash tracer method, a mass balance between the amount of ash that enters and leaves the reactor. Peak temperature was the parameter adopted to evaluate combustibility in thermobalance, corresponding to the maximum rate of reaction. It was also evaluated the CO2 reactivity of chars generated in the PCI test rig, since char leaving the combustion zone passes through a CO2 rich area. Statistical analysis revealed that burnout technique proved to be efficient enough to differentiate coals with different volatile matter contents, but not in the case of coals with similar volatile matter contents. In PCI test rig the influence of volatile matter was more pronunced than rank and in thermobalance rank had more effect on combustibility than volatile matter. Brazilian coal showed properties comparable to the ones of imported low rank coal already in use for PCI. This is a great advantage, since it would make it possible to use it in ironmaking.

Limestones have been used to capture SO2 emitted during the combustion of coal for decades. However, due to the complexities of the variables involved in this process, many issues are still being studied. Some tests were performed in a fluidized bed reactor, which was used to evaluate the performance of the limestones in the bed for flue gas desulfurization, burning low sulfur coal. Metamorphic dolomitic limestones of low cost were evaluated considering the impurity level and need for beneficiation. They were characterized chemically, physically and microstructurally (X-ray fluorescence, X-ray diffraction, laser particle size analyzer, scanning electronic microscope). The data obtained were compared to a calcitic limestone of elevated purity and higher market value. The results showed little effect of the major impurities present in the dolomitic limestones in the calcination and desulfurization processes. Microcrystalline impurities showed a marked effect promoting grain sintering in calcination conditions of TGA/DTA tests in different atmospheres, as shown in SEM images. Dolomitic limestones generate more solid waste and capture less SO2 per kcal (a slightly decrease in the thermal efficiency of the reactor) compared to calcitic limestones. However, due to the lower cost, they were considered to be attractive for the FBC process (2 mg SO2/kcal at Ca/S=3).

A metamorphic limestone and a dolomite were employed as SO2 sorbents in the desulfurization of gas from coal combustion. The tests were performed in a fluidized bed reactor on a bench and pilot scale. Several parameters such as bed temperature, sorbent type, and sorbent particle size at different Ca/S molar ratios were analyzed. These parameters were evaluated for the combustion of coal with low-sulfur/high-ash content, experimental conditions of high air excess and high O2 level in fluidization air. Under these conditions, typical of furnaces, few published data can be found. In this work, a medium level of desulfurization efficiency (~60%) for Ca/S = 2 was obtained.

Trabalho financiado por PRODEP III e FCT Tese de doutoramento. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2007

Desulfurization of the gases from coal combustion was studied, using limestone (marble) as the sorbent in a fluidized-bed reactor. The kinetic parameter, k, was measured by analyzing the reduction in SO2 emissions in relation to time when a batch of limestone was introduced directly into the combustor chamber. The influence of sorbent composition and particle size was also studied. The CaO content in the limestone was more important than the MgO content. Sorbent particle size showed a strong influence on the reaction time and efficiency of desulfurization. The results of this work prove that marble type is very important in the choice of sorbent for a desulfurization process. A magnesian limestone showed a better performance than a dolomite. Therefore, the magnesian limestone is more efficient for a shorter particle residence time, which is characteristic of the bubbling fluidized bed.

Neste trabalho foram estudadas cinzas de carvão do tipo sílico-aluminosas e sulfatadas. As primeiras são aquelas obtidas normalmente pela queima do carvão acima de 850 °C. As cinzas sulfatadas estudadas são aquelas obtidas pela combustão, a 850 °C, do carvão em presença de calcário o qual retém o enxofre, liberado na combustão, na forma de anidrita (CaSO4). As cinzas sulfatadas foram classificadas de acordo com as misturas que as deram origem em “sulfocalcíticas”, “sulfodolomíticas” e “sulfocalcocauliníticas”. Estas cinzas foram obtidas, respectivamente, da combustão de misturas de carvão e calcita, de carvão e dolomita e de carvão, calcita e caulim. Os minerais estudados provêm do Rio Grande do Sul e todas análises foram efetuadas na École des Mines d’Alés (França). Assim, se estudaram cinzas de carvão, de calcário (calcítico e dolomítico), de caulim e de misturas destes a fim correlacionar as cinzas obtidas aos minerais que as deram origem. A reconstrução mineralógica destes materiais foi possível graças ao cruzamento de várias técnicas de análise tais como: método dos ajustes dosados, difração e fluorescência de raios X, determinação da perda ao fogo, densidade, calcimetria, termogravimetria, microscopia ótica e eletrônica etc. O carvão de Candiota é constituído por uma fase amorfa (52 %), quartzo (20 %), caulinita (16 %), muscovita (8 %), pirita (3 %), dolomita (1 %) e hematita (< 1 %). O caulim apresenta caulinita (80,6 %), muscovita (9,8 %), albita (6,8 %) e hematita (1,2 %) O calcário dolomítico possui calcita (42,8 %), antigorita (34,1 %), magnesita (11,7 %), dolomita (10,7 %), flogopita (3 %), caulinita (1,8 %) e quartzo (0,7 %). O calcário calcítico contém calcita (86,1 %), dolomita (12,2 %), quartzo (3,6 %), caulinita (0,7 %) e muscovita (0,4 %). As cinzas “sílico-aluminosas” são compostas por hematita e sílica. As cinzas sulfatadas são compostas por muscovita, quartzo, anidrita, guelenita, cal e hematita. As cinzas “sulfodolomíticas” apresentam, além destas fases, a periclasita. Foram realizados alguns ensaios de hidratação com cinzas “sílico-aluminosas”, “sulfocalcíticas” e “sulfocalcocauliníticas”. Após 28 dias de hidratação as cinzas “sílicoaluminosas” não sofreram alterações e a difração de raios X evidenciou, principalmente, o quartzo e a hematita. As cinzas sulfatadas com apenas 2 dias de hidratação, ou seja, antes do período de “pega” do cimento, apresentaram a formação de silicatos de cálcio hidratados (CSH) e etringita (primária). Estes dois compostos melhoram as propriedades mecânicas das cinzas. Após 28 dias de hidratação a etringita desapareceu em favor da formação da gipsita e de mais silicatos de cálcio hidratados. Os resultados mostraram que as cinzas sulfatadas têm propriedades físicas; superfície (específica, Blaine, BET), volume poroso e índice de aglomeração; e químicas; CSH e etringita; mais interessantes que as cinzas sílico-aluminosas. Os resultados indicam que as cinza sulfatadas têm um grande potencial de aproveitamento.

The concentrations of heavy metals in two kinds of Brazilian coals at 100° C (acid digestion) and at 850° C were studied (ashes the obtained in muffle furnace with and without addition of limestone). Data were analyzed by flame atomic absorption, using the air acetylene flame. For Pb, Zn, Ni, Mn and Cu the metal concentration obtained the acid digestion were higher than metal concentration were obtained in tests in the muffle furnace. This behavior observed in the muffle furnace occurs because these metals are fixed in stable sulfated compounds in the ashes, which are difficult to dissociate at flame temperature, and also due to the volatile character of the metals, mainly Pb and Zn. There was a constant concentration in the ashes in of Cr the acid digestion and muffle furnace tests. Results from tests using an XRD apparatus indicated, he formation of sulfated compounds in the ashes for both. coals. The analysis using microprobe electronic showed retention of metals like Ni, Mn, Cu, Fe, Ti and Ca. For both coals, the low mobility of most of the metals studied occured due to the alkaline pH of sulfated ashes. These metals in the ash from coal combustion in fluidized bed reactor were also studied and showed similar results, enabling a scale-up to pilot scale.

Neste trabalho foi realizado o estudo da dessulfuração dos gases de combustão do carvão pela adição de calcário em um combustor com leito fluidizado de escala semi-industrial. Para isto foi utilizado o carvão proveniente da mina do Recreio com o qual foram testados dois calcários distintos oriundos dos municípios de Pantano Grande e Candiota com teores médios de CaO e de MgO de 28,63% e 20,13% para o primeiro e de 50.13% e 2.03% respectivamente. Foi avaliado o efeito da razão molar Ca/S, temperatura e composição química sobre a eficiência de dessulfuração. Em geral a temperatura operacional adotada foi em torno de 850 °C com velocidade superficial média de 33.68 cm/s com excesso de ar médio de 317,80%. Ficou claro neste experimento que com a elevação da razão molar Ca/S ocorreu a elevação da eficiência de dessulfuração. Isto é válido até um limite a partir do qual a adição de calcário não contribui mais de forma significativa para dessulfuração. A razão molar Ca/S estudada oscilou de 0 a 5,38 para o calcário Candiota e de 0 a 4,51 para o calcário de Pantano Grande. Sendo que a eficiência de dessulfuração máxima alcançada nos dois casos, sem reciclagem do material particulado capturado no ciclone, foi de 66,85% para o calcário Unical de Pantano Grande e de 62,14% para o calcário Cimbagé de Candiota. A razão molar ótima para atingir esta performance situou-se na faixa entre 3,5 e 4,5 para ambos calcários com melhor performance para o procedente de Pantano Grande. Foi avaliado ainda o efeito da temperatura sobre a dessulfuração com uma determinada razão molar Ca/S (1 ,66). Na faixa de 800-900 °C não observou-se diferenças significativas entre os níveis de emissão de So2 (1200 ppm). Acima de 900 °C constatou-se uma elevação acentuada de SO2 (1900 ppm). O carvão Recreio apresenta um teor razoável de enxofre (2,03%) sendo que ficou claro que a adição de calcário provocou o decréscimo das emissões de SO2. Mesmo assim a redução destas emissões não foi suficiente para enquadrar-se dentro dos limites da legislação Brasileira. Assim para o carvão Recreio é importante a utilização de sistemas gravimétricos para separar o enxofre inorgânico. Além disto recomenda-se a utilização de calcário no combustor bem como o reciclo de particulados. Desta forma este método de dessulfuração em leito fluidizado será mais atrativo técnica e economicamente. The aim of this work was to study the desulfurization of combustion coai gases on a pi lot-scale fluidized bed combustor. The materials utilized were Recreio coal and two kinds of limestones, from Pantano Grande (CaO: 28.63% and MgO: 20.13%) and Candiota counties (CaO: 50.13% and MgO: 2.03). In this experiment the effect of Ca/S molar ratio, temperature and chemical composition of limestone on the desulfurization efficiency were analyzed. In general the combustor was operated at about 850°C with a 33.68 cm/s mean air velocity and 317.80% overall excess air. In trus work the relationship between the Ca/S molar ratio and desulfurization efficiency became clear. When the Ca/S molar ratio was increased the desulfurization efficiency also increased. However, when the maximum value of desulfurization efficiency was reached no more addition of limestone was necessary. The Ca/S molar ratio tested in this work ranged between O and 5.38 for the Candiota limestone and between O and 4.51 for the Pantano Grande limestone. The maximum desulfurization efficiency obtained, both cases without recycle, was 66,85% for Candiota limestone and 62.14% for Pantano Grande limestone. The best Ca/S molar ratio found was between 3.5 and 4.5 for both limestones. The effect of temperature on the desulfurization with a Ca/S molar ratio of 1.66 was studied . In the 800-900°C range no difference in SO2 emissions (1200 ppm) was observed . However above 900°C it was noticed that the S02 errussions increased considerably (1900 ppm). Recreio coai has a reasonable content of sulfur (2.03%). The addition oflimestone in the combustor reduced the S02 emissions but it was not enough to meet Brazilian regulations. Then for Recreio coai systems of pre-treatment to separate inorganic sulfur like flotation are recommended. Besides the addition of limestone in the combustor chamber as weU as the recycle of particulares are recommended, so trus method of desulfurization will become more attractive economically and technically.

Testes foram realizados em um reator de leito fluidizado em escala piloto, o qual foi utilizado para o estudo do comportamento da dessulfuração dos gases de combustão, por meio da adição de calcário no leito, utilizando um carvão de baixo teor de enxofre, na temperatura de 850ºC. O carvão é proveniente da jazida de Candiota-RS e os calcários são de Pantano Grande-RS (dolomito) e de Candiota-RS (calcário magnesiano), sendo eles representativos da matéria-prima da região sul do Brasil. Foram analisadas as influências da razão molar Ca/S, da composição química (dolomito: 28,63% CaO, 20,13% MgO; magnesiano 50,13% CaO, 2,03% MgO) e da granulometria (diâmetro de partícula médio de 0,467mm e outro de 0,3164mm) dos calcários. Estes testes foram comparados com outros só com carvão (onde não se adicionava o calcário), calculando-se, assim, o grau de dessulfuração decorrente da adição de calcário. Foram observadas as seguintes reduções nas emissões de SO2: para o calcário magnesiano, com uma razão molar Ca/S de 3,93, obteve-se uma redução máxima de 71,51%, enquanto que para o dolomito, 66,88% com razão de 2,57. Na análise da granulometria, para o mesmo calcário, no caso o dolomito, tem-se: granulometria mais fina, 60% e mais grosseira, 30% para razão de 2,4. Na composição química, em mesma faixa granulométrica, tem-se: calcário magnesiano 70% e dolomito 50%, para razão molar Ca/S de 3,7. Tests were carried out in a fluidized bed reactor, pilot-scale. The desulfurization behavior of the combustion gases was studied, making use of coal with low content of sulfur, through the addition of limestone in the bed, at 850ºC. The coal is from Candiota-RS mine and the limestones are from Pantano Grande-RS (dolomite) and Candiota-RS (magnesian limestone). They are representative of the raw material from the south of Brazil. The molar ratio Ca/S was studied, remarking the influence of limestone chemical composition (dolomite: 28.63% CaO, 20.13% MgO; magnesian limestone: 50.13% CaO, 2.03% MgO) and limestone particle size range (mean particle diameter 0.467mm and 0.3164mm). These tests were compared with others using only coal so that the desulfurization efficiency was calculated. For the magnesian limestone, using the molar ratio Ca/S 3.93, the maximum sulfur retention 71.51% was obtained and, using the dolomite, for Ca/S = 2.57, was obtained 66.88%. In the particle size analysis, the fine limestone reached 60% and the coarse, 30% for the same molar ratio Ca/S 2.4. In the chemical composition analysis, similar particle size range, the magnesian limestone got 70% and dolomite 50%, for the same 3.7.

O comportamento do enxofre do Carvão Leão frente à gaseificação foi estudado em planta bancada, leito fluidizado, utilizando-se ar e vapor d'água como agentes gaseificantes e processando-se somente Carvão Leão ou Misturas Carvão Leão/Calcário Rincão Bonito, misturas estas com relação molar Cacalcário/Scorvão (Ca/S) de O a 5, e em temperaturas de 850 a 950°C (1120 a 1220K).Para uma relação molar Ca/S de 3. uma redução de 70 a 90% na evolução de HzS foi observada, isto em relação a evolução de HzS na gaseificação do Carvão Leão sem adição de calário (Ca/S = 0). O teor de HzS nos gases da gaseificação de Mistura com Ca/S = 3 ficou em 150 a 300 ppm. Quando a relação molar Ca/S foi aumentada de O a 5, e a temratura mantida constante em 900°C, a evolução de HzS diminuiu exponencialmente, tendendo a uma estabilização na evolução de HzS no valor de Ca/S = 3.