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Cinética da redução de NOx pelo ácido amino sulfâmico : modelagem e desenvolvimentoQUEIROZ, Waldomiro Bezerra de January 2006 (has links)
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Previous issue date: 2006 / Elevated levels of nitrogen oxides (NOX) from flue gases have recently
become a major issue in industrial environment. This causes that the laws are
becoming each time more demanding. The most employed reduction processes are:
absorption by an aqueous acidic solution and catalytic gas-solid reduction. The
nitrogen oxides absorbed into water leads to the formation of nitrous and nitric
acid. The nitrous acid is unstable and hydrolyses into nitric acid and nitrogen
monoxide which is more pollutant then than nitrogen oxides (NOX). But it may be
absorbed by a sulfamic acid solution in a mechanically stirred closed reactor,
where the products of this reaction are sulfuric acid and N2 which can then be
directly released into the atmosphere. The present study performed the reduction of
nitrous acid (0.00143 to 0.00333 kmolm-3) by an amimo sulfamic acid solution
(0.00143 to 0.00500 kmolm-3). First the favorable operational conditions were
analyzed (stoiquiometric ratio, agitator speed and temperature). From the results
the apparent kinetic constant was obtained ( K = 0.00385 kmol.m-3.s-1) e the gasliquid
mass transfer coefficients (kLa = 0.00508 s-1; 0.00738 s-1; 0.01272 s-1;
0.03093 s-1; 0.04706 s-1; 0.05272 s-1) varied with the respective agitation speed
(200rpm; 300rpm; 400rpm; 600rpm; 700rpm), where the operational conditions
were T = 301 K, M = 2.5 and pH = 2.0
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Remoção de contaminantes nitrogenados e sulfurados de cargas modelo de óeo diesel: estudo do adsorvente / Nitrogen and sulfur compounds removal from diesel model solutions: adsorbent evaluationPaulo Ferreira da Silva Junior 30 January 2007 (has links)
A preocupação com o meio ambiente deve fazer parte da rotina de uma indústria de petróleo e derivados. A presença de compostos heterocíclicos em correntes de diesel motiva a sua remoção, pois além do aspecto ambiental, esses compostos podem interferir no desempenho de processos de hidrotratamento (HDT). A adsorção é uma das opções para minimizar esse problema. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi estudar o adsorvente comercial mais adequado através de um estudo cinético realizado em tanque agitado e suportado por alguns ensaios de equilíbrio. Foi dada ênfase preferencial à remoção de compostos nitrogenados, sendo avaliada a remoção de compostos sulfurados nos adsorventes mais promissores. Foram selecionados, como adsorventes comerciais, as argilas bentoníticas TCO 626G (Süd-Chemie) e F-24 (Engelhard), a -alumina CCI (Süd-Chemie), a sílica-alumina SIRAL 40 (Sasol) e a zeólita Y ultraestável USY (cedida pelo CENPES-Petrobras). Na composição do óleo diesel modelo encontra-se quinolina, carbazol e benzotiofeno, com n-hexadecano como diluente. A caracterização destes adsorventes incluiu análise química por fluorescência de raios X, análise estrutural por difração de raios X, análise textural por fisissorção de N2, análises de acidez por termodessorção de amônia (TPD de NH3) e por espectroscopia no infravermelho de piridina adsorvida. Os estudos cinéticos mostraram que a quinolina é adsorvida rapidamente, principalmente na zeolita USY, que apresentou a maior capacidade adsortiva. Observou-se que a ordem decrescente de melhor adsorvente seguiu a mesma ordem da quantidade de sítios ácidos encontrada por TPD-NH3. Nos estudos cinéticos com carbazol, a zeólita USY também foi o melhor adsorvente. Não houve acordo com relação a acidez, o que se esperava uma vez que se trata de um composto nitrogenado não básico. A presença de carbazol e quinolina na mesma solução, não alterou o desempenho da cinética de remoção de ambos, indicando que provavelmente não estão competindo pelos mesmos sítios de adsorção. Quando foi introduzido um composto sulfurado no sistema, a zeólita se manteve como o melhor adsorvente, a quinolina continuou sendo eficazmente removida, mas a remoção de carbazol sofreu alguma interferência que pode indicar a competição das moléculas pelo mesmo sítio. Nos estudos com carga real de óleo diesel, ao contrário do observado para as cargas modelo, a TCO 626G mostrou-se mais efetiva na remoção de compostos heterocíclicos que a USY. O modelo cinético proposto ajustou adequadamente as curvas e as isotermas de adsorção para quinolina e carbazol, relativas a USY e a TCO 626G, foram melhor ajustadas pelo modelo de Freundlich
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Remoção de contaminantes nitrogenados e sulfurados de cargas modelo de óeo diesel: estudo do adsorvente / Nitrogen and sulfur compounds removal from diesel model solutions: adsorbent evaluationPaulo Ferreira da Silva Junior 30 January 2007 (has links)
A preocupação com o meio ambiente deve fazer parte da rotina de uma indústria de petróleo e derivados. A presença de compostos heterocíclicos em correntes de diesel motiva a sua remoção, pois além do aspecto ambiental, esses compostos podem interferir no desempenho de processos de hidrotratamento (HDT). A adsorção é uma das opções para minimizar esse problema. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi estudar o adsorvente comercial mais adequado através de um estudo cinético realizado em tanque agitado e suportado por alguns ensaios de equilíbrio. Foi dada ênfase preferencial à remoção de compostos nitrogenados, sendo avaliada a remoção de compostos sulfurados nos adsorventes mais promissores. Foram selecionados, como adsorventes comerciais, as argilas bentoníticas TCO 626G (Süd-Chemie) e F-24 (Engelhard), a -alumina CCI (Süd-Chemie), a sílica-alumina SIRAL 40 (Sasol) e a zeólita Y ultraestável USY (cedida pelo CENPES-Petrobras). Na composição do óleo diesel modelo encontra-se quinolina, carbazol e benzotiofeno, com n-hexadecano como diluente. A caracterização destes adsorventes incluiu análise química por fluorescência de raios X, análise estrutural por difração de raios X, análise textural por fisissorção de N2, análises de acidez por termodessorção de amônia (TPD de NH3) e por espectroscopia no infravermelho de piridina adsorvida. Os estudos cinéticos mostraram que a quinolina é adsorvida rapidamente, principalmente na zeolita USY, que apresentou a maior capacidade adsortiva. Observou-se que a ordem decrescente de melhor adsorvente seguiu a mesma ordem da quantidade de sítios ácidos encontrada por TPD-NH3. Nos estudos cinéticos com carbazol, a zeólita USY também foi o melhor adsorvente. Não houve acordo com relação a acidez, o que se esperava uma vez que se trata de um composto nitrogenado não básico. A presença de carbazol e quinolina na mesma solução, não alterou o desempenho da cinética de remoção de ambos, indicando que provavelmente não estão competindo pelos mesmos sítios de adsorção. Quando foi introduzido um composto sulfurado no sistema, a zeólita se manteve como o melhor adsorvente, a quinolina continuou sendo eficazmente removida, mas a remoção de carbazol sofreu alguma interferência que pode indicar a competição das moléculas pelo mesmo sítio. Nos estudos com carga real de óleo diesel, ao contrário do observado para as cargas modelo, a TCO 626G mostrou-se mais efetiva na remoção de compostos heterocíclicos que a USY. O modelo cinético proposto ajustou adequadamente as curvas e as isotermas de adsorção para quinolina e carbazol, relativas a USY e a TCO 626G, foram melhor ajustadas pelo modelo de Freundlich
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[en] STUDY OF STOCHASTIC MIXING MODELS FOR COMBUSTION IN TURBULENT FLOWS / [pt] ESTUDO DE MODELOS DE MISTURA ESTOCÁSTICOS PARA A COMBUSTÃO EM ESCOAMENTOSTURBULENTOSELDER MARINO MENDOZA ORBEGOSO 11 December 2007 (has links)
[pt] O presente trabalho tem como finalidade avaliar os
diferentes modelos
de mistura para o cálculo da combustão de reagentes pré-
misturados utilizando a abordagem de Reator Parcialmente
Misturado (PaSR). Os modelos
de mistura considerados neste trabalho foram os modelos
IEM estendido,
Langevin e Langevin estendido. Investiga-se aqui o grau de
mistura previsto
por tais modelos e sua influência sobre as propriedades
termoquímicas em
um processo de combustão.
A primeira parte deste trabalho consiste na apresentação e
avaliação
destes modelos de mistura, considerando-se um campo
escalar inerte em
presença de um campo turbulento homogêneo e isotrópico.
Uma vez que
estes modelos de mistura envolvem formulações do tipo
estocástico, sua
implementação foi realizada utilizando o método de Monte
Carlo, mediante
a utilização de esquemas numéricos adequados à resolução
de equações
diferenciais estocásticas. Assim, estuda-se a evolução da
Função Densidade
de Probabilidade (PDF) e das principais propriedades do
campo escalar para
cada modelo implementado. Os resultados obtidos também são
comparados
com simulação numérica direta e com resultados analáticos
disponsáveis. Um
ótimo acordo em termos qualitativos e quantitativos é
obtido.
A segunda parte deste trabalho utiliza estes modelos para
o estudo
numérico de um PaSR no qual são modelados os processos
difusivos e reativos presentes durante a combustão. O PaSR
é usado para avaliar a influência
dos modelos de mistura nas propriedades termoquímicas da
mistura em uma
situação de combustão de tipo pré-misturada, que é
modelada utilizando-se
uma variável de progresso de uma reação. Os resultados
obtidos com os diferentes modelos de mistura são
comparados para diferentes regimes de funcionamento do
PaSR, mostrando que, em situações de mistura rápida e
reação
intensa, os diferentes modelos apresentam resultados
similares. Porém, nos
casos de mistura lenta e reação moderada, discrepancias
importantes são
observadas entre os resultados dos modelos; as quais
atingem até 65% para
o valor médio da variável de progresso da reação. / [en] The present work evaluates several mixing models for the
prediction
of premixed combustion in a Partially Stirred Reactor
(PaSR). The models
considered in this work were the extended IEM, Langevin
and extended
Langevin models. The degree of mixing and its influence on
the termochemical properties in a combustion process are
investigated here.
The first part of this work consists on the presentation
and the assesment of these mixing models in which a single
scalar field was considered in
presence of a homogeneous and isotropic turbulent field.
Since these mixing
models involve stochastic terms, their implementation is
performed by the
Monte Carlo method using numerical schemes which solve the
corresponding Stochastic Differential Equations (SDE). The
evolution of the Probability Density Function (PDF) and
the main properties for a single scalar
field are studied for each mixing model. The numerical
results are compared
with Direct Numerical Simulation and available analytical
results. Excellent
qualitative and quantitative agreements are obtained.
In the second part of this work, mixing models are used
for numerical
simulation of a PaSR where the diffusive and reactive
processes occur. The
PaSR is used to assess the mixing model influence on the
termochemical
properties of the mixture in a premixed combustion
process, which is
modeled using a reaction progress variable. The results
obtained with
the different mixing models are compared in several
operating regimes of
the PaSR, showing that when mixing is fast and reaction is
intense, the
different models lead to similar results. However, when
mixing is slow and
reaction is weak, important discrepancies are observed
between the model
results, which reach 65%, as far as the averaged reaction
progress variable
is concerned
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