BR102019004689A2

BR102019004689A2 - Processo de pré-teste de desvio das especificações em cales calcítica (cao) e dolomítica (cao + mgo)

Info

Publication number: BR102019004689A2
Application number: BR102019004689-9A
Authority: BR
Inventors: Antonio Carlos Sforza
Original assignee: Antonio Carlos Sforza
Priority date: 2019-03-11
Filing date: 2019-03-11
Publication date: 2020-09-29

Abstract

processo de pré-teste de desvio das especificações em cales calcítica (cao) e dolomítica (cao + mgo), empregando um processo rápido para realização de pré-testes das especificações de qualidade química das cales calcítica (cao) e dolomítica (cao + mgo), através da utilização de carbono (c) e da indução eletromagnética (2), possibilitando a obtenção de um parcial conhecimento, na forma de volumes de gases (24, 25), do teor das principais impurezas prejudiciais à fabricação do aço.

Description

PROCESSO DE PRÉ-TESTE DE DESVIO DAS ESPECIFICAÇÕES EM CALES CALCÍTICA (CAO) E DOLOMÍTICA (CAO + MGO)

[001] A presente invenção refere-se a um processo rápido para a realização de pré-testes das especificações de qualidade química das cales calcitica (CaO) e dolomítica (CaO + MgO), através da utilização de carbono (C) e da indução eletromagnética (2), possibilitando a obtenção de um parcial conhecimento, na forma de volumes de gases, do teor das principais impurezas prejudiciais à fabricação do aço.

[002] O calor necessário para o processo é fornecido em alguns segundos para o reator (1), por meio da indução eletromagnética (2), que é uma tecnologia normalmente usada para selagem, endurecimento ou amolecimento de metais, ou outros materiais condutores como o carbono (C).

[003] Dependendo da frequência da corrente alternada da indução eletromagnética (2), o reator (1) deve conter em seu interior o material adequado, de modo a permitir a concentração de corrente na superfície da peça de metal (3), que se assemelha em uso a uma verruma, resultando em forte efeito de aquecimento, que por sua vez aquece seu conteúdo por condução de calor.

[004] Mais especificamente, refere-se a presente invenção de um processo para pré-teste inicial das cales calcitica (CaO) e dolomítica (CaO + MgO), antes que estes insumos sejam descarregados nos silos, ou seja, ainda na carreta de transporte. Desta forma, possibilitaria haver um conhecimento aproximado de algumas características destes insumos antes mesmo destes serem aceitos, e evitando prejuízos no desempenho produtivo da planta.

[005] ESTADO DA TÉCNICA: As cales são componentes essenciais da escória na fabricação do aço, com uma série de efeitos de significado técnico e econômico: criam condições para eliminar as impurezas, como fósforo e enxofre; retardam a oxidação dos elementos de liga, formando óxidos básicos; retardam e diminuem o ataque da escória aos refratários.

[006] O objetivo principal é que a cal seja incorporada o mais rapidamente possível na escória, mantendo a trajetória dentro dos diagramas de fase, com a maior basicidade possível. Na produção do aço, o uso das cales variam de 30 a 50 kg / tonelada de aço, e assim, é de extrema importância um controle rigoroso da qualidade desses insumos, já que qualquer desvio da especificação pode ser prejudicial para o desempenho produtivo da planta.

[007] Atualmente existem métodos para teste padrão das cales que empregam procedimentos analíticos gravimétricos, ou volumétricos clássicos, que são tipicamente aqueles requeridos para análises de arbitragem, onde os requisitos de especificação química configuram partes essenciais do acordo contratual entre comprador e vendedor. Após alguns dias os resultados das análises ficam prontos e, no entanto, neste intervalo de tempo o material já terá sido consumido.

[008] As propriedades físico-químicas do calcário e da cal obtida a partir dele, dependem da quantidade dos principais componentes e impurezas, do grau de calcinação e da forma de realizá-lo. De acordo com a literatura, os elementos que compõem o calcário e sua forma localizada são:
Cálcio (Ca) → CaCO3
Magnésio (Mg) → MgCO3
Silício (Si) →SiO2
Alumínio (Al) →AI2O3
Ferro (Fe) →Fe2O3
Sódio (Na) →Na2O
Potássio (K) →K2O
Enxofre (S) → SO4-2
Fósforo (P) → PO4-3

Material carbonáceo

[009] A cal é usada como fundente da carga e apresenta-se rico em óxido de cálcio (CaO), fornecendo este óxido para as reações de desfosforação, regulando a basicidade da escória, e formando uma escória com várias impurezas presentes, que se separam do ferro purificado. A cal neutraliza os óxidos ácidos, SiO2, AI2O3 e Fe2O3, para produzir uma escória fundida básica.

[010] De acordo com seu teor, a cal é conhecida como:

a) Cal Calcitica - É um produto com elevado teor de óxido de cálcio (CaO) e menos de 5% de óxido de magnésio (MgO), e ponto de fusão ~ 2.570°C;
b) Cal Dolomítica - É um produto que possui a relação entre os óxidos de cálcio e de magnésio igual a molecular CaO/MgO e ponto de fusão ~ 2.800°C.
c) Cal Magnesiana - É um produto onde o teor de óxido de magnésio (MgO) é intermediário entre a cal calcítica e a dolomítica.

[011] De acordo com a literatura, a composição química de uma amostra padrão da cal calcítica possui os seguintes compostos:
66,00% →CaO
14,07% →β 2CaO·SiO2
5,75% →CaCO3
4,30% →Ca(OH)2
2,70% →3CaO·Al203
2,38% →Insolúvel (SiO2)
1,67% →4CaO·Al203
1,33% →MgO
0,68% →CaSO4
0,65% →K2SO4
0,38% → Na2O
99,91% → TOTAL

[012] A cal é normalmente produzida pela decomposição térmica de materiais, como calcário ou conchas, que contêm carbonato de cálcio (CaCO3; calcita mineral) em um forno de cal. Isto é conseguido aquecendo o material num processo chamado calcinação ou calagem, para liberar uma molécula de dióxido de carbono (CO2), restando a cal viva cujo pH natural está entre 12,6 a 12,8 ou mais, de acordo com a equação:
CaCO3 (s) → CaO (s) + CO2 (g)

[013] Enquanto o carbonato de magnésio ( MgCO3), quando submetido à calcinação, se dissocia em óxido de magnésio (MgO) liberando uma molécula de dióxido de carbono (CO2), de acordo com a equação:
MgCO3 (s) → MgO (s) + CO2 (g)

[014] A calcinação é o termo que define quando se atinge a temperatura de dissociação, dá-se à carga um dado tempo de residência (para que sua razão de aquecimento seja substituída pela razão de dissociação), e se transforme em cal virgem da forma mais completa possível. A temperatura mínima de dissociação da calcita é de 898°C e a dolomita começa a atingi-la entre 500°C e 700°C.

[015] Para fins práticos de produção, no entanto, a faixa da temperatura do forno para o calcário é de uma temperatura inicial em torno de 954°C, até uma temperatura final em torno de 1066°C. Estas temperaturas podem variar dependendo da natureza do calcário que está sendo calcinado.

[016] A temperatura influencia fortemente a calcinação e deve ser controlada durante o processo. Outros fatores influenciam a calcinação, como as impurezas naturais presentes na rocha, as diferenças na cristalinidade e ligações entre os grãos, as variações na densidade e imperfeições na rede cristalina e as formas de difusão de gás para a superfície calcinada dos grãos.

[017] Além disso, a presença de dióxido de carbono (CO2) inibe a taxa da reação de decomposição térmica do calcário e pequeno acréscimo desse gás aumentam significativamente o tempo de calcinação para uma conversão mínima desejável. A presença de dióxido de carbono (CO2) e água (H2O) favorecem a sinterização da cal (CaO), diminuindo a sua reatividade.

[018] A temperatura ideal de calcinação dos carbonatos de cálcio (CaCO3) é de aproximadamente 900°C, enquanto a dos carbonatos de magnésio ( MgCO3) é mais baixa, ao redor de 550°C, e desta forma, nas condições adequadas para a decomposição do carbonato de cálcio (CaCO3), normalmente o carbonato de magnésio (MgCO3) encontra-se supercalcinado.

[019] Para o calcário calcítico, abaixo de 650°C, a reação normalmente não ocorre, e para temperaturas acima de 1000°C normalmente ocorre a sinterização. Na obtenção da cal virgem calcinada em temperatura acima do ideal, forma-se uma camada superficial de aproximadamente 0,8 a 1,2 mm de composto de cálcio sinterizado de alta dureza que é solúvel em ácido clorídrico (HCI), porém, não é solúvel em água no tempo hábil do processo de tratamento, apresentando-se na forma de areia abrasiva.

[020] Na obtenção da cal virgem calcinada em temperatura abaixo do ideal, o núcleo do grão permanece na forma de calcário, que é o carbonato de cálcio (CaCO3) que não conseguiu atingir o estado de dissociação e que a basicidade que fornece é um pH 8.2, e que diminui o teor de óxido de cálcio (CaO) disponível, e aumenta o teor de dióxido de carbono (CO2).

[021] Desta forma, um grão de cal virgem (CaO) calcinada com temperatura acima do ideal, implica possuir uma camada externa pouco solúvel, diminuindo a sua reatividade. E quando calcinada com uma temperatura abaixo do ideal, implica possuir resíduo de calcário (CaCO3) em seu interior.

[022] Teor de enxofre: As rochas carbonatadas raramente são constituídas por apenas um mineral. As principais impurezas encontradas no calcário (CaCO3) são as sílicas (SiO2), argilas (Al2O3·2SiO2·H2O), fosfatos (PO43-), carbonato de magnésio (MgCO3), glauconita (K,Na)(Fe3+,AI,Mg)2(Si,AI)4010(OH)2, fluorita (CaF2), óxidos de ferro (Fe2O3) e magnésio (MgO), sulfetos (S2-), siderita (FeCO3), sulfato de ferro (Fe2(SO4)3), dolomita (CaMg(CO3)2 ou CaCO3· MgCO3) e matéria orgânica.

[023] O efeito prejudicial do enxofre (S) nas características de trabalho a quente dos aços foi explicado com a ajuda do diagrama de equilíbrio da fase ferro-enxofre. O sulfeto de ferro (FeS) forma um eutético facilmente fundido com ferro Gama (ou Austenita) a 988°C e 31% de enxofre (% em peso).

[024] A solubilidade na fase Gama aumenta de 0,005% de enxofre a 913°C, para 0,050% de enxofre a 1365°C. Nas adições de oxigênio (O2) e manganês (Mn) efetivamente esferoidizam as inclusões de sulfeto, assim a ductilidade é largamente recuperada proporcionalmente à quantidade de oxigênio (O2) e manganês (Mn) adicionados.

[025] A presença da fase sulfeto de ferro (FeS) líquida, destrói toda a aparência de ductilidade mesmo na presença de pequenas quantidades de oxigênio (O2), o que tende a globularizar as inclusões. Tem sido argumentado que uma película contínua de sulfeto líquido, nos limites do grão, destrói a coesão entre os grãos e consequentemente o material falha durante o trabalho a quente.

[026] De acordo com a literatura, uma amostra de calcário dolomítico possui enxofre (S) na forma do seguinte composto:
Sulfato de Magnésio (MgSO4) → 0,34%

[027] Como anteriormente apresentado, a composição química de uma amostra de cal calcítica padrão possui os seguintes compostos de enxofre (S):
Sulfato de Cálcio (CaSO4) → 0,68%
Sulfato de Potássio (K2SO4) → 0,65%
Ponto de Fusão do K2SO4 → 1084°C
Decomposição Térmica do K2SO4 → 1121 °C → Produtos: K, SO2, O2

[028] A vaporização de sulfato de potássio (K2SO4) também foi estudada pelo método de efusão (espalhamento) de torção e por espectrometria de massa na faixa de 906,85 ~ 1006,85°C. O estado sólido para o gasoso (sublimação) contribuiu com 63% do fluxo e a decomposição o resto, de acordo com a seguinte equação: K2SO4 (c) → 2 K (g) + SO2 (g) + O2 (g)

[029] Segundo os autores, a vaporização é cineticamente sobrecarregada. A comparação com a decomposição para K2O + SO2 + O2 mostra que, devido aos expoentes envolvidos, a decomposição congruente é realmente mais significativa.

[030] Como anteriormente apresentado, a composição química de uma amostra de cal calcítica padrão possui o composto óxido de sódio (Na2O) na proporção de 0,38%. O ponto de fusão do óxido de sódio (Na2O) ocorre em temperatura 1132°C (temperatura em que o sistema não deve atingir, embora seja aqui descrito), conforme a equação:
2 Na2O → Na2O2 + 2 Na

[031] O peróxido de sódio (Na2O2) reage com o carbono (C) para produzir carbonato de sódio (Na2CO3) e óxido de sódio (Na2O). Esta reação e ocorre a uma temperatura ~ 100°C, conforme a equação:
2 Na2O2 (s) + C (s) → Na2CO3 (s) + Na2O (s)

[032] O enxofre (S) e um elemento que se encontra presente também na composição química de amostras de cal calcítica padrão, na forma do composto sulfato de cálcio (CaSO4), em torno de 0,68%. A decomposição térmica do sulfato de cálcio (CaSO4) necessita de altas temperaturas (1350 ~ 1400°C) para obtenção do produto óxido de cálcio (CaO), além dos gases oxigênio (O2) e dióxido de enxofre (SO2), de acordo com a equação:
2 CaSO4 (s) → 2 CaO (s) + O2 (g) + 2 SO2 (g)

[033] O sulfato de cálcio (CaSO4) é um composto que existe em três níveis de hidratação correspondentes a diferentes estruturas cristalográficas e a diferentes minerais na natureza:

a) CaSO4 (anidrita): estado anidro. Ponto de fusão ~ 1460°C
b) CaSO4 · 2 H2O (gesso): di-hidrato.
c) CaSO4 · 0,5 H2O (bassanita): hemi-hidrato (meia molécula de água), também conhecido como gesso de Paris.

[034] Com aquecimento numa faixa acima de 200°C com exaustão de vapor (H2O), permite evitar a formação de ácido sulfúrico (H2SO4), de acordo com as equações:
CaSO4 (s) + H2O (g) → H2SO4 (g) + CaO (s)
CaSO4 (s) + 2 H2O (g) → + H2SO4 (g) + Ca(OH)2 (s)

[035] INOVAÇÕES DA PRESENTE INVENÇÃO: Atualmente o controle das cales calcítica (CaO) e dolomítica (CaO + MgO), é feito por amostragem em pilha, onde as carretas de transporte são basculadas e das pilhas formadas são retiradas amostras, as quais são enviadas ao laboratório. Após alguns dias os resultados ficam prontos e, no entanto, neste intervalo de tempo o material já terá sido consumido.

[036] O processo aqui proposto para pré-testes das cales calcítica (CaO) e dolomítica (CaO + MgO), é aplicado antes que estes insumos sejam descarregados nos silos, ou seja, ainda na carreta de transporte. Assim, com maior rapidez, é possível ter um conhecimento parcial das características principais destes insumos, antes mesmo de serem aceitos.

[037] PRINCIPAIS APLICAÇÕES DA PRESENTE INVENÇÃO: Na produção de aço, vidro, cimento e produtos químicos orgânicos.

[038] DESCRIÇÃO DA PRESENTE INVENÇÃO: Para melhor compreensão, a Figuras 1 apresenta os detalhes que acompanham a descrição da presente invenção.

[039] As formas de apresentação dos resultados dos testes, podem se dar através do uso dos seguintes equipamentos:

a) Medidores Ópticos de Nível (não desenhado) podem gerenciar válvulas solenoides (8, 9, 29), além de motores de passo, cargas de alimentação de periféricos e fazer a interface entre circuitos lógicos (não desenhados).
b) Analisador de Gases por Infra-Vermelho (não desenhado) é capaz de fazer medição simultânea e contínua de até 5 gases (NOx, SO2, CO, CO2, CH4, O2) em linha, e sendo praticamente não afetado pela interferência da umidade.

[040] Qualquer que seja o circuito eletrônico indicador de nível, precisa estar calibrado com as escalas dos gases produzidos (24, 25). Para a criação desta escala de medidas, ensaios prévios de calibração devem ser executados nas mesmas proporções da cal padrão, utilizando substâncias de grau PA ( 99,9% de pureza).

[041] Assim o volume de gases produzidos no reator (1) em determinada faixa de temperatura que, depois de formados seguem (6) por tubos conectantes (7, 28) e são distribuídos aos condensadores (10, 11) pra eliminação do vapor de água, onde seguem depois borbulhados em água (26, 27), ficando acumulados (24, 25) em reservatórios de vidro (tipo bureta invertida) (12, 13).

[042] Estes reservatórios (12, 13) são presos em suportes (18, 19) que os mantém elevados sobre os recipientes (22, 23) contendo água fria (26, 27), sendo seus conteúdos monitorados automaticamente por sensores ópticos (não desenhados) junto a uma interface com o circuito eletrônico de nível e por equipamento analisador de gás em tempo real (não desenhado), para gases dióxido de enxofre (SO2) e monóxido de carbono (CO), principalmente.

[043] A purga do gás (24, 25) contido no reservatório de acúmulo (12, 13) é feita através de abertura lenta da válvula manual (20, 21), cuja saída (16, 17) está conectada à entrada de uma bomba de vácuo (não desenhada), permitindo que a água (26, 27) contida nos recipientes (22, 23) inunde este reservatório (12, 13) antes do início seqüencial dos testes.

[044] O direcionamento dos gases produzidos nos testes, em direção aos reservatórios de acúmulo de gases (12, 13), é chaveado por válvulas solenoides (8, 9, 29) que podem ser controladas pelo próprio sistema, de acordo com a temperatura que corresponde ao teste. Os gases também poderiam ser direcionados manualmente, inserindo-se “by pass” de válvulas de acionamento manual (não desenhadas), paralelas às válvulas solenoides (8, 9, 29).

[045] Uma determinada quantidade de excesso de negro de carbono (C) deverá ser misturada à cal sob testes, a fim de possibilitar:

a) A ocorrência de reações químicas de transformação para gás de uma determinada impureza (para fins de detecção da mesma), em temperaturas mais baixas em relação à decomposição térmica.
b) Que em algumas reações, o carbono (C) possa ser um multiplicador de mols de gases, facilitando a detecção da impureza em determinada faixa de temperatura.
c) Ganhos de calor auxiliar (auto-ignição) para o sistema, simultâneo à eliminação de comburente (O2) que reagiria com o gás monóxido de carbono (CO) produzido.

[046] O negro de carbono (C) é um ingrediente de composição sólido, em forma de pó, normalmente adicionado em grandes quantidades às composições de borracha ou de látex. O negro de carbono (C) é um material de baixo custo: kg (pureza 99,9%) ~ US$ 0,65 (FOB).

[047] Neste processo é importante utilizar o negro de carbono (C) com temperatura mais baixa de auto-ignição (~375°C), a fim de fornecer calor mais rápido ao sistema na transformação (em CO2) do comburente oxigênio (O2) do ar, que ficou aprisionado no interior do reator de quartzo (1) após seu abastecimento e fechamento (4). Isto vai proporcionar também um distanciamento maior entre a temperatura de auto-ignição do monóxido de carbono (CO), que é 630°C.

[048] A instalação de condensadores (10, 11) nas saídas de gases (6) do forno (1) por indução (2), tem a função de eliminar o vapor de água liberado nas reações, condensando-o em água líquida, e evitando seu incremento junto aos gases acumulados (24, 25) pelas reações, o que poderia alterar os resultados.

[049] As sequencias dos testes para as cales serão divididas por elementos sob testes e faixas de temperatura, conforme segue:

a) TEMP. > 200°C → Exaustão do Vapor de Água (H2O);
b) TEMP. > 375°C → Auto-Ignição do Carbono (C) e Consumo de O2;
c) TEMP. > 520°C → Decomposição da Cal Apagada (Ca(OH)2);
d) TEMP. 700 ~ 900°C → Teor de Enxofre - Sulfato de Magnésio (MgSO4);
e) TEMP. > 800°C → Teor de Carbonato de cálcio (CaCO3);
f) TEMP. ~ 900°C → Teor de Enxofre - Sulfato de Potássio (K2SO4);
g) TEMP. > 900°C → Teor de Enxofre - Sulfato de Cálcio (CaSO4);

[050] Nas pesquisas feitas sobre a composição padrão de cal dolomítica, somente se encontrou um dado referente ao sulfato de magnésio (MgSO4) contido no calcário dolomitico (0,34%), que aqui servirá de base para calcular o teor de enxofre desta cal.

[051] ELEMENTO SOB TESTE → Vapor de Água (H2O).

[052] TEMPERATURA > 200°C → Exaustão do Vapor de Água: O início do processo consiste em pré-aquecer as cales no interior do reator (1), numa faixa acima de 200°C para exaustão do vapor de água (H2O), a fim de evitar o que segue:

a) A perda de calor no reator (1) através da gaseificação do carbono (C), via reação vapor-carbono.
b) A formação de ácido sulfúrico (H2SO4) devido a presença de sulfatos (SO4-2).

[053] A gaseificação do carbono (C), via reação vapor-carbono, é uma reação endotérmica e a sua taxa é significativa acima de 750°C, conforme as seguintes equações termoquímicas:
C (s) + H2O (g) → CO (g) + H2 (g)
ΔHf (KJ) = (-110,53 + 0) - (0 + (-241,82)) ↔ ΔΗ = +131 kJ/mol
C (s) + 2 H2O (g) → CO2 (g) + 2 H2 (g)
Δ Hf (KJ) = (-393,51 + (2*0)) - (0 + 2*(-241,82)) ↔ ΔΗ = +90,1 kJ/mol

[054] Os gases produzidos nesta faixa de temperatura (> 200°C) são direcionados para o tubo de exaustão de gases (30) contendo filtros de gases (não desenhado).

[055] ELEMENTO SOB TESTE → Negro de Carbono (C).

[056] TEMPERATURA > 375°C → Auto-Ignição do Carbono: A temperatura de auto-ignição é a temperatura mínima necessária para iniciar a combustão auto sustentada na ausência de uma fonte de ignição e na presença de oxigênio (O2). O ar atmosférico contém na média cerca de 78% de nitrogênio (N2), 21 % de oxigênio (O2) e 1% de argônio (Ar) com outros gases.

[057] Devido à reação de auto-ignição do excesso de negro de carbono (C) ser altamente exotérmica, também vai ajudar na obtenção de calor adicional ao sistema, na reação com o ar (O2) aprisionado no interior do reator (1). Dependendo do tipo e do tratamento após o fabrico, o negro de carbono (C) tem uma variação em sua temperatura de auto-ignição entre 375 ~ 500°C, conforme a seguinte equação:
C (s) + O2 (g) → CO2 (g)
ΔHf (kJ) = [(-393,51) - (0 + 0)] ↔ ΔΗ = -393,51 kJ/mol)

[058] Contudo, os negros de carbono reagirão com oxigênio (O2) a velocidades facilmente controladas abaixo destas temperaturas, e os produtos desta reação são o dióxido de carbono (CO2), monóxido de carbono (CO) e vapor de água (H2O). O gás monóxido de carbono (CO) é formado pela combustão incompleta do carbono (C) na insuficiência de oxigênio (O2), de acordo com a seguinte equação:
C (s) + ½ O2 (g) →CO (g)
(ΔHf (kJ) = (-110,53 - (0 + 0)) ↔ ΔΗ =-110,53 kJ/mol)

[059] A temperatura de auto-ignição do monóxido de carbono (CO) é de 630°C, em presença de oxigênio (O2).

[060] A quantidade do excesso de carbono (C) a ser misturada com a cal sob teste é dimensionada de acordo com a quantidade estequiométrica da mistura cal/carbono (C), o tamanho do reator (1) e do volume de ar atmosférico aprisionado, visando garantir a eliminação de comburente (O2) e a manutenção das reações dos testes. Outras variáveis mais comuns do carbono (C) reagem com o oxigênio (O2) entre 600 ~ 700°C.

[061] Em temperatura entre 700 ~ 1000°C e na presença de carbono (C), o gás dióxido de carbono (CO2) vai sofrer desproporção para formar monóxido de carbono (CO), numa reação conhecida como reação de Boudouard, de acordo com a seguinte equação:
CO2 (g) + C (s) ⇄ 2 CO (g)
ΔHf (kJ) = (2*(-110,53)] - [(-393,51) + 0) ↔ ΔΗ =+172,45 kJ/mol

[062] A reação de Boudouard é uma reação endotérmica favorecida pela alta temperatura e baixa pressão. De acordo com o diagrama de equilíbrio em temperatura de 1000°C todo gás dióxido de carbono (CO2), na presença de carbono (C) e pressão de 1 atmosfera, é lentamente convertido em monóxido de carbono (CO).

[063] Nas faixas da temperatura operacional do sistema, não deve ocorrer a decomposição térmica do dióxido de carbono (CO2) e produção de monóxido de carbono (CO) e oxigênio (O2). Para essa reação ocorrer, seria necessária uma temperatura maior que 2000°C, de acordo com a equação:
2 CO2 → 2 CO + O2

[064] Também não deve ocorrer a reação reversa da cal (CaO) com o produto dióxido de carbono (CO2) para produzir carbonato de cálcio (CaCO3). A reação prossegue à temperatura ambiente na presença de umidade (catalisador), de acordo com a equação:
CaO + CO2 → CaCO3

[065] Os gases produzidos nesta faixa de temperatura (> 375°C) são direcionados para o tubo de exaustão de gases (30) contendo filtro de gases (não desenhado).

[066] ELEMENTO SOB TESTE → Hidróxido de Cálcio (Ca(OH)2).

[067] TEMPERATURA > 520°C → Decomposição da Cal Apagada: A composição química de uma amostra de cal calcítica padrão possui hidróxido de cálcio (Ca(OH)2), de acordo com o que segue.
Hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) → 4,30% → P.F. ~ 580°C

[068] A cal apagada é formada pela mistura rápida de cal e água. Existem três tipos:
CaO + H2O → Ca(OH)2 (Cal Apagada de Cálcio Elevado)
CaO·MgO + 2 H2O → Ca(OH)2·MgO ↔ (Cal Apagada Dolomitica Normal)
CaO·MgO + 2 H2O → Ca(OH)2·Mg(OH)2 ↔ (Cal Apagada Dolomitica Especial)

[069] Quando aquecido a 512°C, a pressão parcial da água em equilíbrio com o hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) atinge 101 kPa (pressão atmosférica normal), que decompõe o hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) em óxido de cálcio (CaO) e água (H2O), conforme a seguinte equação:
Ca(OH)2 (s) → CaO (s) + H2O (g)

[070] A decomposição térmica do hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) para produzir óxido de cálcio (CaO) e água (H2O) ocorre a uma temperatura entre 520 ~ 580°C. A quantidade de vapor de água produzido deverá ser novamente convertida em água liquida na passagem através do condensador (10, 11), não interferindo assim nos resultados.

[071] O hidróxido de cálcio Ca(OH)2 também pode reagir com o produto dióxido de carbono (CO2), de acordo com a seguinte equação: Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O

[072] Os gases produzidos nesta faixa de temperatura (> 520°C) são direcionados para o tubo de exaustão (30) de gases contendo filtro químico de gases (não desenhados).

[073] ELEMENTO SOB TESTE → Sulfato de Magnésio (MgSO4) → No Teste da Cal Dolomitica.

[074] TEMPERATURA 700 ~ 900°C → Teor de Enxofre na Reação de Carbono com Sulfato de Magnésio: O enxofre (S) é um elemento que se encontra presente na composição química de amostras de cal dolomitica, na forma do composto sulfato de magnésio (MgSO4), em torno de 0,34%. O sulfato de magnésio (MgSO4) anidro se decompõe na temperatura de 1124°C.

[075] A decomposição térmica do sulfato de magnésio hepta-hidratado para produzir sulfato de magnésio e água. Esta reação ocorre a uma temperatura de 200 ~ 330°C.
MgSO4 · 7 H2O → MgSO4 + 7 H2O

[076] A decomposição térmica do sulfato de magnésio (MgSO4) produz óxido de magnésio (MgO), dióxido de enxofre (SO2) e oxigênio (O2). Esta reação ocorre por aquecimento à temperatura de 1137°C, de acordo com a seguinte equação:
2 MgSO4 → 2 MgO + 2 SO2 + O2

[077] No entanto, o sulfato de magnésio (MgSO4) reage com o carbono (C) para produzir óxido de magnésio (MgO), dióxido de enxofre (SO2) e dióxido de carbono (CO2) em temperatura bem mais baixa (700 ~ 900°C). Apesar de não haver ganho em mols (de gases), esta reação também evita a formação de oxigênio (O2) de acordo com a equação:
2 MgSO4 (g) + C (s) → 2 MgO (s) + 2 SO2 (g) + CO2 (g)

[078] PRODUÇÃO DE GÁS COM 100g DE CAL DOLOMÍTICA REAÇÃO DO CARBONO COM SULFATO DE MAGNÉSIO. A equação química balanceada relaciona as quantidades teóricas da quantidade de matéria e as massas molares envolvidas. O cálculo estequiométrico, partindo de 0,34% do composto sulfato de magnésio (MgSO4) presente na cal dolomítica, é descrito abaixo:
0,34 g / 120 (peso atômico do MgSO4) = 0,0028333 mols de MgSO4

[079] Numa reação completa do sulfato de magnésio (MgSO4) com o carbono (C), cada 2 mols de MgSO4 produz 3 mols de gases SO2 / CO2, de acordo com a seguinte equação balanceada:
2 MgSO4 (g) + C (s) → 2 MgO (s) + 2 SO2 (g) + CO2 (g)
(2 mols + 1 mol → 2 mols + 2 mols + 1 mol)

[080] Desta forma, a quantidade em mols de gases SO2 / CO2 produzidos na reação completa é:
0,0028333 x 3 = 0,0084999 mols (SO2 / CO2)

[081] Utilizando-se cálculos de um gás ideal de volume molar de 22,4 L nas CNTP (1 atm / 0°C), ou de volume molar de 25 L nas CATP (1 atm / 25 °C) temos:
22,4 x 0,0084999 = 0,190 litros de gases SO2/ CO2
25 x 0,0084999 = 0,212 litros de gases SO2 / CO2

[082] ELEMENTO SOB TESTE → Carbonato de Cálcio (CACO3).

[083] TEMPERATURA > 800°C → Como apresentado, a composição química de uma amostra padrão de cal calcítica possui carbonato de cálcio (CaCO3) de acordo com o que segue.
Carbonato de cálcio (CaCO3) → 5,75%
Ponto de Fusão → ~ 900°C

[084] No entanto, uma reação para constatação da presença de carbonato de cálcio (CaCO3) com produção de gás pode ser menor, devido o carbonato de cálcio (CaCO3) estar na forma de um sinterizado, conforme descrito anteriormente. E devido à quantidade presente desta impureza ser significante (em relação aos ensaios dos compostos contendo sulfato), o reservatório de acúmulo de gases (12, 13) deverá estar dimensionado para comportar um volume maior de gases (24, 25).

[085] No início do teste (se estiver automatizado), o sistema poderá chavear a temperatura induzida e a válvula solenoide (8, 9, 29) correspondente ao elemento sob teste, a fim de direcionar os gases produzidos para o respectivo reservatório de gás (12, 13) com maior capacidade.

[086] Assim, o carbonato de cálcio (CaCO3) ao reagir com carbono (C) vai produzir óxido de cálcio (CaO) e monóxido de carbono (CO). Esta reação ocorre a uma temperatura de 800 ~ 850°C, conforme a equação:
CaCO3 (s) + C (s) → CaO (s) + 2 CO (g)

[087] PRODUÇÃO DE GÁS COM 100g DE CAL CALCÍTICA → REAÇÃO DO CARBONO COM CARBONATO DE CÁLCIO. O cálculo estequiométrico, partindo de 5,75% do composto carbonato de cálcio (CaCO3) presente na cal padrão, é descrito abaixo:
5,75 g /100 (peso atômico do CaCO3) = 0,0575 mols de CaCO3

[088] Numa reação completa do carbonato de cálcio (CaCO3) com o carbono (C), cada mol de CaCO3 produz 2 mols de gás CO, de acordo com a seguinte equação balanceada:
CaCO3 (s) + C (s) → CaO (s) + 2 CO (g)
(1 mol + 1 mol → 1 mol + 2 mols)

[089] Desta forma, a quantidade em mols de gás monóxido de carbono (CO) produzida na reação completa é:
0,0575x2 = 0,115 mols (CO)

[090] Utilizando-se os cálculos de um gás ideal (volume molar de 22,4 L), temos:
22,4 x 0,115 = 2,57 litros de gás monóxido de carbono (CO)

[091] ELEMENTO SOB TESTE → Sulfato de Potássio (K2SO4).

[092] TEMPERATURA > 900°C → Teor de Enxofre na Reação de Carbono com Sulfato de Potássio: O enxofre (S) é um elemento que se encontra presente na composição química de amostras de cal calcítica padrão, na forma do composto sulfato de potássio (K2SO4), em torno de 0,65%.

[093] O pré-teste das cales calcítica (CaO) e dolomítica (CaO + MgO), através de reação química para a produção de gases, visa a produção de gás borbulhado em água (26, 27) e, no caso abaixo descrito, este gás é o monóxido de carbono (CO) como uma das formas de visualização (24, 25) correspondendo à quantidade de enxofre na amostra sob teste, conforme segue.

[094] O sulfato de potássio (K2SO4) reage com o carbono (C) para produzir sulfeto de potássio (K2S) e gás monóxido de carbono (CO). Esta reação ocorre a uma temperatura próxima a 900°C, de acordo com a equação:
K2SO4 (s) + 4 C (s) → K2S (s) + 4 CO (g)
ΔHf (kJ) = [1 *(-380,7) + 4*(-110,53)] - [1 *(-1433.69) + 4*(0)] ↔ ΔΗ = + 610,87 kJ/mol

[095] A reação reversa do sulfeto de potássio (K2S) com o oxigênio (O2) para produzir sulfato de potássio (K2SO4) precisaria do oxigênio (a combustão do carbono feita anteriormente reduziria muito a presença de O2). Esta reação ocorre a uma temperatura acima de 500°C, conforme a equação:
K2S + 2 O2 → K2SO4

[096] PRODUÇÃO DE GÁS COM 100g DE CAL CALCÍTICA → REAÇÃO DO CARBONO COM SULFATO DE POTÁSSIO. O cálculo estequiométrico, partindo de 0,65% do composto sulfato de potássio (K2SO4) presente na cal padrão, é descrito abaixo:
0,65 g / 174,25 (peso atômico do K2SO4) = 0,0037302 mols de K2SO4

[097] Numa reação completa do sulfato de potássio (K2SO4) com o carbono (C), cada mol de K2SO4 produz 4 mols de gás CO, de acordo com a seguinte equação balanceada:
K2SO4 (s) + 4 C (s) → K2S (s) + 4 CO (g)
(1 mol + 4 mols → 1 mol + 4 mols)

[098] Desta forma, a quantidade em mols de gás monóxido de carbono (CO) produzida na reação completa é:
0,0037302 x 4 = 0,0149208 mols (CO)

[099] Utilizando-se os cálculos de um gás ideal (volume molar de 22,4 L), temos:
22,4 x 0,0149208 = 0,334 litros de gás monóxido de carbono (CO)

[100] O sulfato de potássio (K2SO4) também pode reagir com hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) e monóxido de carbono (CO) para produzir formiato de potássio (HCO2K) e sulfato de cálcio (CaSO4). Esta reação ocorre a uma temperatura próxima a 200°C e com uma sobrepressão, conforme a equação: K2SO4 (s) + Ca(OH)2 (s) + 2 CO (g) → HCOOK (s) + CaSO4 (s)

[101] ELEMENTO SOB TESTE → Sulfato de Cálcio (CaSO4).

[102] TEMPERATURA > 900°C → Teor de Enxofre na Reação de Carbono com Sulfato de Cálcio: O enxofre (S) é um elemento que se encontra presente também na composição química de amostras de cal calcítica padrão, na forma do composto sulfato de cálcio (CaSO4), em torno de 0,68%.

[103] O pré-aquecimento numa faixa acima de 200°C com exaustão de vapor (H2O), permite evitar a formação de ácido sulfúrico (H2SO4), de acordo com as equações:
CaSO4 (s) + H2O (g) → H2SO4 (g) + CaO (s)
CaSO4 (s) + 2 H2O (g) → + H2SO4 (g) + Ca(OH)2 (s)

[104] A decomposição térmica do sulfato de cálcio (CaSO4) necessita de altas temperaturas (1350 ~ 1400°C) formando óxido de cálcio (CaO), e gases oxigênio (O2) e dióxido de enxofre (SO2), de acordo com a equação:
2 CaSO4 (s) → 2 CaO (s) + O2 (g) + 2 SO2 (g)
ΔHf(kJ)= [2*(-635.13) + 1*(0) + 2*(-296,84)] - [2*(-1434.5)] ↔ ΔΗ = + 1005,06 kJ/mol

[105] No entanto, experimentos nesta alta temperatura, além da dificuldade na utilização de materiais com alto ponto de fusão, também produziria oxigênio (O2) que desencadearia inúmeras reações químicas.

[106] A amostra de cal sob ensaio contendo sulfato de cálcio
(CaSO4) com o carbono (C), possibilitaria a obtenção de reações com temperaturas bem mais baixas. Deve-se levar em conta também a formação de outros gases e de subprodutos, de acordo com as equações descritas abaixo:
CaSO4 (s) + C (s) → SO2 (g) + CO (g) + CaO (s) ↔ 2 mols de gases
2 CaSO4 (s) + C (s) → 2 SO2 (g) + CO2 (g) + 2 CaO (s) ↔ 3 mols de gases
CaSO4 (s) + 2 C (s) → 2 CO2 (g) + CaS (s) ↔ 2 mols de gases
CaSO4 (s) + 3 C (s) → CaS (s) + 2 CO (g) + CO2 (g) ↔ 3 mols de gases
CaSO4 (s) + 4 C (s) → 4 CO (g) + CaS (s) ↔ 4 mols de gases

[107] Devido a variável em mols de gás produzido (2, 3 ou 4 mols) na reação do carbono com o sulfato de cálcio (CaSO4), o valor acima a ser considerado válido deverá ser o meio termo (3 mols). Esta escolha se mostra mais acertada se comparado aos valores obtidos no teste anterior, onde:

a) 0,65% de sulfato de potássio (K2SO4) vão produzir 0,334 litros de gás;
b) 0,68% de sulfato de cálcio (CaSO4) vão produzir 0,336 litros de gases (na reação com 3 mols de gases).

[108] Assim, apenas o teste com 3 mols seria valido, embora seja aqui também descrito os demais resultados (com 2 e 4 mols).

[109] PRODUÇÃO DE GÁS (c/ 3 mols de gases) COM 100g DE CAL CALCÍTICA → REAÇÃO DO CARBONO COM SULFATO DE CÁLCIO. O cálculo estequiométrico, partindo de 0,68% do composto sulfato de cálcio (CaSO4) presente na cal, é descrito abaixo:
0,68 g / 136 (peso atômico do CaSO4) = 0,005 mols de CaSO4

[110] Numa reação completa do sulfato de cálcio (CaSO4) com o carbono (C), cada mol de CaSO4 produz 3 mols dos gases monóxido de carbono (CO) e dióxido de carbono (CO2). Esta reação ocorre a uma temperatura próxima a 900°C, de acordo com a seguinte equação balanceada:
CaSO4 (s) + 3 C (s) → CaS (s) + 2 CO (g) + CO2 (g) ↔ 3 mols de gases
( 1 mol + 3 mol → 1 mol + 2 mols + 1 mol)

[111] Desta forma, a quantidade em mols de gases CO / CO2 produzida na reação completa é:
0,005 x 3 = 0,015 mols (CO / CO2)

[112] Utilizando-se os cálculos de um gás ideal (volume molar de 22,4 L), temos:
22,4 x 0,015 = 0,336 litros de gases CO / CO2

[113] PRODUÇÃO DE GÁS (c/ 2 mols de gases) COM 100g DE CAL CALCÍTICA REAÇÃO DO CARBONO COM SULFATO DE CÁLCIO. O cálculo estequiométrico, partindo de 0,68% do composto sulfato de cálcio (CaSO4) presente na cal, é descrito abaixo:
0,68 g /136 (peso atômico do CaSO4) = 0,005 mols de CaSO4

[114] Numa reação completa do sulfato de cálcio (CaSO4) com o carbono (C), cada mol de CaSO4 produz 2 mols de gases SO2 / CO, de acordo com a equação balanceada:
CaSO4 (s) + C (s) → SO2 (g) + CO (g) + CaO (s) ↔ 2 mols de gases
( 1 mol + 1 mol → 1 mol + 1 mol + 1 mol)

[115] Desta forma, a quantidade em mols de gases dióxido de enxofre (SO2) e gás oxigênio (O2) produzida na reação completa é:
0,005 x 2 = 0,01 mols (SO2 / CO)

[116] Utilizando-se os cálculos de um gás ideal (volume molar de 22,4 L), temos:
22.4 x 0,01 = 0,224 litros de gases SO2 / CO

[117] PRODUÇÃO DE GÁS (c/ 4 mols de gases) COM 100g DE CAL CALCÍTICA → REAÇÃO DO CARBONO COM SULFATO DE CÁLCIO. O cálculo estequiométrico, partindo de 0,68% do composto sulfato de cálcio (CaSO4) presente na cal, é descrito abaixo:
0,68 g /136 (peso atômico do CaSO4) = 0,005 mols de CaSO4

[118] Numa reação completa do sulfato de cálcio (CaSO4) com o carbono (C), cada mol de CaSO4 produz 4 mols de gás CO, de acordo com a equação balanceada:
CaSO4 (s) + 4 C (s) → 4 CO (g) + CaS (s) ↔ 4 mols de gases
( 1 mol + 4 mols → 4 mols + 1 mol)

[119] Desta forma, a quantidade em mols de gás CO produzida na reação completa é:
0,005 x 4 = 0,02 mols (CO)

[120] Utilizando-se os cálculos de um gás ideal (volume molar de 22,4 L), temos:
22.4 x 0,02 = 0,448 litros de gás CO

[121] O sulfato de cálcio (CaSO4) reage com o monóxido de carbono (CO) para produzir sulfeto de cálcio (CaS) e dióxido de carbono (CO2). Esta reação ocorre a uma temperatura de 600 ~ 800°C, não afetando o resultado: CaSO4 + 4 CO → CaS + 4 CO2

[122] As reações secundárias não são significativas devido ao tempo de forno (embora seja aqui descrita), conforme as equações:
CaS (s) + CO2 (g) → 4 CO (g) + CaS (s)
CaS (s) + CO2 (g) + H2O → H2S (g) + CaCO3 (s)

[123] A purga (16, 17) dos gases acumulados (24, 25) deve ser executada após o término dos testes em condições de segurança, através de um tubo de exaustão (30) contendo filtro (não desenhados), uma vez que consistem de gases tóxicos. Outra opção seria a combustão destes gases.

[124] APONTAMENTOS FINAIS:

[125] Os reservatórios de acúmulo dos gases (12, 13) precisam estar instalados em número igual a dois (mínimo), uma vez que a quantidade de gases produzidos (24, 25), p.ex. nos apontamentos de sulfatos cuja quantidade de gás produzido é muito menor em relação ao ensaio do carbonato de cálcio (CaCO3).

[126] O sistema também prevê uma válvula de segurança (não desenhada) que fornece capacidade de alívio fora da pressão normal de trabalho do reator (1), instalada após a linha de saída de gases (6), com sua exaustão ligada ao tubo de exaustão de gases (30) com filtro químico (não desenhados). Esta solução previne o aumento de pressão num eventual defeito nas válvulas solenoides (8, 9, 29), ou da produção de gás saindo de controle devido a falhas.

[127] Os resultados dos testes, podem se dar através do uso dos seguintes equipamentos:

a) Medidores Ópticos (não desenhado) - São chaves de nível tipo óptico são usadas para a medição de nível pontual de limites, que contêm um LED infravermelho e um receptor de luz dentro de um prisma de vidro, para medir o nível dos gases produzidos (24, 25), e podendo gerenciar válvulas solenoides (8, 9, 29), além de motores de passo, cargas de alimentação de periféricos e fazer a interface entre circuitos lógicos.
b) Analisador de Gases por Infra-Vermelho (não desenhado) como p.ex., Fuji Electric ZRE Environmental Gas Analyser - É um analisador de gás infravermelho com sensores de fluxo de massa, capaz de fazer medição simultânea e contínua de até 5 gases (NOx, SO2, CO, CO2, CH4, O2) em linha, e sendo praticamente não afetado pela interferência da umidade.

[128] Um dispositivo agitador/misturador de pequeno porte poderia ser de interesse para fazer a mistura do carbono (C) com a cal a ser testada. Existem no mercado os dispositivos turbo - misturadores que efetuam a dosagem dos ingredientes (pós com pós) da mistura a ser realizada.

[129] O material do reator (1) consiste de um tubo de quartzo que permite visualizar seu interior, possui temperatura de trabalho de 1100°C e uma temperatura máxima, que se pode chegar a curto espaço de tempo, de 1450°C. O ponto de fusão deste tubo (1) é de 1732°C.

[130] Em uma configuração básica de aquecimento por indução, um gerador envia uma corrente AC através de um indutor, muitas vezes uma bobina de cobre (2), e da peça a ser aquecida (3) que é colocada na parte interior do indutor (2). O indutor (2) serve como o primário de transformador e a peça a ser aquecida (3) torna-se um secundário (em curto-circuito). Quando uma peça de metal (3) é colocada dentro do indutor (2) e entra no campo magnético, as correntes parasitas que circulam são induzidas nesta peça (3).

[131] No presente caso, essa peça se assemelha em uso ao de uma verruma, possuindo numa extremidade a forma de broca hélice contínua (3) ou similar, enquanto no outro extremo, o eixo chega ao lado externo do reator (1) e termina acoplado numa canopla (5). Para iniciação dos testes, esta peça deve ser inserida no interior do tubo reator (1) onde a canopla (5) serve para facilitar o giro manual, na penetração da mistura de cal e carbono (C) no interior do reator (1).

[132] A vedação do reator de quartzo (1) pode ser feita por anéis de vedação (4) e com borracha de silicone na saída de gás (6) onde, dependendo do comprimento do tubo do reator (1), a temperatura é mais baixa.

[133] O material para a fabricação da peça em broca hélice contínua (3), ou forma similar a ser inserida no reator (1) deve, preferencialmente, ser utilizado o de maior resistência superficial, onde se produz mais calor (para correntes similares), conforme descrito na Tabela 1:

Claims

PROCESSO DE PRÉ-TESTE DE DESVIO DAS ESPECIFICAÇÕES EM CALES CALCÍTICA (CaO) E DOLOMÍTICA (CaO + MgO), caracterizado por um processo rápido para a realização de pré-testes das especificações de qualidade química das cales calcitica (CaO) e dolomitica (CaO + MgO), através da utilização de carbono (C) e da indução eletromagnética (2), possibilitando a obtenção de um parcial conhecimento, na forma de volumes de gases (24, 25), do teor das principais impurezas prejudiciais à fabricação do aço.
PROCESSO DE PRÉ-TESTE DE DESVIO DAS ESPECIFICAÇÕES EM CALES CALCÍTICA (CaO) E DOLOMÍTICA (CaO + MgO), conforme reivindicação 1, caracterizado pela inserção de excesso de negro de carbono (C) misturada à cal sob testes, possibilitando a ocorrência de reações químicas de transformação para gás, de uma determinada impureza em temperaturas mais baixas em relação à decomposição térmica, e que em algumas reações, o carbono (C) se comporta como um multiplicador de mols de gases, facilitando a detecção da impureza em determinada faixa de temperatura, além de ganhos de calor auxiliar ao sistema, através da auto-ignição, que ocorre simultaneamente à eliminação de comburente (O2).
PROCESSO DE PRÉ-TESTE DE DESVIO DAS ESPECIFICAÇÕES EM CALES CALCÍTICA (CaO) E DOLOMÍTICA (CaO + MgO), conforme reivindicação 1 e 2, caracterizado pelo calor a ser fornecido para o reator (1) em alguns segundos, por meio de indução eletromagnética (2), que por sua vez, aquece o conteúdo do reator (1) por condução de calor.
PROCESSO DE PRÉ-TESTE DE DESVIO DAS ESPECIFICAÇÕES EM CALES CALCÍTICA (CaO) E DOLOMÍTICA (CaO + MgO), conforme reivindicação 3, caracterizado por uma peça de metal (3) que se assemelha em uso a uma verruma, possuindo numa extremidade a forma de uma broca hélice contínua, enquanto no outro extremo possui um eixo liso que chega no lado externo do reator (1) e termina acoplado à uma canopla (5) permitindo facilitar o giro manual, na penetração da cal misturada ao carbono (C) e, Posteriormente essa peça é inserida no interior do tubo reator (1) sofrendo em seguida a ação do campo magnético do indutor (2) onde as correntes parasitas que circulam são induzidas nesta peça (3), resultando em aquecimento.
PROCESSO DE PRÉ-TESTE DE DESVIO DAS ESPECIFICAÇÕES EM CALES CALCÍTICA (CaO) E DOLOMÍTICA (CaO + MgO), conforme reivindicação 1, 2, 3 e 4, caracterizado pela sequência de teste em temperatura maior que 200°C, visando a exaustão do vapor de água (H2O) contido nas cales, evitando a perda de calor na gaseificação do carbono (C) via reação vapor-carbono, e também a formação de ácido sulfúrico (H2SO4).
PROCESSO DE PRÉ-TESTE DE DESVIO DAS ESPECIFICAÇÕES EM CALES CALCÍTICA (CaO) E DOLOMÍTICA (CaO + MgO), conforme reivindicação 5, caracterizado pela sequência de teste em temperatura maior que 375°C, visando a auto-lgnição do carbono (C) para a geração de calor complementar, e consumo do comburente (O2) aprisionado no reator (1).
PROCESSO DE PRÉ-TESTE DE DESVIO DAS ESPECIFICAÇÕES EM CALES CALCÍTICA (CaO) E DOLOMÍTICA (CaO + MgO), conforme reivindicação 6, caracterizado pela sequência de teste em temperatura maior que 520°C, visando a decomposição térmica da cal apagada (Ca(OH)2) em óxido de cálcio (CaO) e água (H2O), e consequente eliminação de água (H2O).
PROCESSO DE PRÉ-TESTE DE DESVIO DAS ESPECIFICAÇÕES EM CALES CALCÍTICA (CaO) E DOLOMÍTICA (CaO + MgO), conforme reivindicação 7, caracterizado pelo teste da cal dolomítica, numa sequência de teste na faixa de temperatura entre 700°C ~ 900°C, visando a obtenção do teor de enxofre (S), na forma de gases (24, 25), através da reação do sulfato de magnésio (MgSO4) com o carbono (C), formando óxido de magnésio (MgO), dióxido de enxofre (SO2) e dióxido de carbono (CO2).
PROCESSO DE PRÉ-TESTE DE DESVIO DAS ESPECIFICAÇÕES EM CALES CALCÍTICA (CaO) E DOLOMÍTICA (CaO + MgO), conforme reivindicação 8, caracterizado pela sequência de teste em temperatura maior que 800°C, visando a determinação do teor de carbonato de cálcio (CaCO3) na forma de gás (24, 25), através da reação do carbonato de cálcio (CaCO3) com o carbono (C), formando óxido de cálcio (CaO) e monóxido de carbono (CO).
PROCESSO DE PRÉ-TESTE DE DESVIO DAS ESPECIFICAÇÕES EM CALES CALCÍTICA (CaO) E DOLOMÍTICA (CaO + MgO), conforme reivindicação 9, caracterizado pela sequência de teste em temperatura em torno de 900°C, visando a obtenção do teor de enxofre (S) na forma de gás (24, 25), na reação do sulfato de potássio (K2SO4) com o carbono (C), formando sulfeto de potássio (K2S) e gás monóxido de carbono (CO).
PROCESSO DE PRÉ-TESTE DE DESVIO DAS ESPECIFICAÇÕES EM CALES CALCÍTICA (CaO) E DOLOMÍTICA (CaO + MgO), conforme reivindicação 10, caracterizado pela sequência de teste em temperatura maior que 900°C, visando a obtenção do teor de enxofre (S) na forma de gases (24, 25), na reação do sulfato de cálcio (CaSO4) com o carbono (C), formando sulfeto de cálcio (CaS), monóxido de carbono (CO) e dióxido de carbono (CO2).
PROCESSO DE PRÉ-TESTE DE DESVIO DAS ESPECIFICAÇÕES EM CALES CALCÍTICA (CaO) E DOLOMÍTICA (CaO + MgO), conforme reivindicação 10, caracterizado pela sequência de teste em temperatura maior que 900°C, visando a obtenção do teor de enxofre (S) na forma de gases (24, 25), na reação do sulfato de cálcio (CaSO4) com o carbono (C), formando dióxido de enxofre (SO2), monóxido de carbono (CO) e óxido de cálcio (CaO).
PROCESSO DE PRÉ-TESTE DE DESVIO DAS ESPECIFICAÇÕES EM CALES CALCÍTICA (CaO) E DOLOMÍTICA (CaO + MgO), conforme reivindicação 10, caracterizado pela sequência de teste em temperatura maior que 900°C, visando a obtenção do teor de enxofre (S) na forma de gases (24, 25), na reação do sulfato de cálcio (CaSO4) com o carbono (C), formando dióxido de enxofre (SO2), dióxido de carbono (CO2) e óxido de cálcio (CaO).
PROCESSO DE PRÉ-TESTE DE DESVIO DAS ESPECIFICAÇÕES EM CALES CALCÍTICA (CaO) E DOLOMÍTICA (CaO + MgO), conforme reivindicação 10, caracterizado pela sequência de teste em temperatura maior que 900°C, visando a obtenção do teor de enxofre (S) na forma de gás (24, 25), na reação do sulfato de cálcio (CaSO4) com o carbono (C), formando dióxido de carbono (CO2) e sulfeto de cálcio (CaS).
PROCESSO DE PRÉ-TESTE DE DESVIO DAS ESPECIFICAÇÕES EM CALES CALCÍTICA (CaO) E DOLOMÍTICA (CaO + MgO), conforme reivindicação 10, caracterizado pela sequência de teste em temperatura maior que 900°C, visando a obtenção do teor de enxofre (S) na forma de gás (24, 25), na reação do sulfato de cálcio (CaSO4) com o carbono (C), formando monóxido de carbono (CO) e sulfeto de cálcio (CaS).