Tese de mestrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto.. 2010

Tese de doutoramento. Ciências de Engenharia. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto, Instituto Superior de Engenharia do Porto. 2007

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor João Bernardo Lares Moreira de Campos

Orientador: Liliane Maria Ferrareso Lona / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-24T19:04:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernandes_FabianoAndreNarciso_M.pdf: 5898075 bytes, checksum: 967ce411e9aae31879bbd580c3509b01 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Os processos de polimerização representam um aspecto importante na indústria de processamento químico. Atualmente, o polietileno é o polímero mais consumido em todo o mundo, representando mais de 40% do consumo e produção de termoplásticos (1998). Desde o final da década de 80, o polietileno também passou a ser produzido em reatores de leito fluidizado via tecnologia de fase gasosa. Porem ainda existe a necessidade de um estudo mais aprofundado desta tecnologia, em especial na área de modelagem do reator de leito fluidizado para produção de poliolefinas. O objetivo principal deste trabalho é desenvolver um software que seja capaz de predizer o comportamento hidrodinâmico do reator de leito fluidizado e de caracterizar o polímero produzido no reator, de acordo com as condições operacionais estabelecidas para o reator. Um novo modelo fenomenológico foi desenvolvido para o reator de leito fluidizado usado na produção de polímeros. Este modelo é capaz de simular o comportamento do reator de leito fluidizado, prevendo os gradientes de concentração e temperatura ao longo do reator nas duas fases presentes no reator (fases bolha e emulsão); a produção de polietileno e a segregação das partículas no reator. Modelos anteriores, encontrados na literatura, apenas previam os gradientes de concentração e temperatura na fase bolha e a produção de polímero... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Polymerization processes represent an important sector of the chemical processing industry. Nowadays, polyethylene is, worldwide, the most consumed polymer, representing more than 40% of all thermoplastic consumption and production (1998). Since the end of the 80¿s, polyethylene has been also produced in fluidized bed reactors by gas phase technology. But there is, still, the necessity to deepen the study this new technology, specially in the fluidized bed reactor modeling area. The main goal of this thesis is to develop a software capable to predict the hydrodynamic behavior of the fluidized bed reactor, and to characterize the polymer produced in the reactor, according to the operational conditions set for the reactor. A new phenomenological model was developed for the fluidized bed reactor used in polymer production. This model is capable to simulate the fluidized bed reactor behavior, previewing temperature and concentration gradients throughout the reactor height in both phases present in the reactor (bubble and emulsion phases); the polyethylene production and particle segregation in the reactor. Late models, found in the literature, only preview temperature and concentration gradients in the bubble phase and the polymer production. A mathematical model for the previewing of the physicochemical characteristics of polyethylene was also developed based on the method of moments, which has been expanded to support the presence of two phases and mass interchange between phases... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2014. / Submitted by Laura Conceição (laurinha.to@gmail.com) on 2014-11-25T18:29:50Z No. of bitstreams: 2 2014_AlexandreCairesRodrigues.pdf: 18267671 bytes, checksum: ceaa2610b704d085516b415232230af3 (MD5) 2014_AlexandreCairesRodrigues.pdf: 18267671 bytes, checksum: ceaa2610b704d085516b415232230af3 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2014-11-26T13:35:47Z (GMT) No. of bitstreams: 2 2014_AlexandreCairesRodrigues.pdf: 18267671 bytes, checksum: ceaa2610b704d085516b415232230af3 (MD5) 2014_AlexandreCairesRodrigues.pdf: 18267671 bytes, checksum: ceaa2610b704d085516b415232230af3 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-26T13:35:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 2014_AlexandreCairesRodrigues.pdf: 18267671 bytes, checksum: ceaa2610b704d085516b415232230af3 (MD5) 2014_AlexandreCairesRodrigues.pdf: 18267671 bytes, checksum: ceaa2610b704d085516b415232230af3 (MD5) / Este trabalho avalia a influência de ondas acústicas sobre o carreamento de partículas em leitos fluidizados. Esse tipo de leito é utilizado em diferentes setores industriais tais como a indústria petroquímica, farmacêutica, alimentícia, gaseificação, etc. A ação de ondas acústicas no leito fluidizado pode alterar parâmetros tais como as taxas de transferência de calor, de transporte de massa e de mistura do leito. A influência sobre o carreamento de partículas será estudado mais a fundo. Foi construida uma bancada laboratorial composta por um reator de fluidização, sistema de aquisição de dados e um sistema de captura de partículas expelidas, onde foram experimentados leitos de vermiculita com e sem a atuação de ondas acústicas, com a finalidade de constatar a influência dessas ondas no carreamento das partículas. Foi conduzido também um estudo numérico dos principais parâmetros acústicos e de fluidização sobre o comportamento das partículas. Tanto os experimentos quanto os estudos numéricos indicaram a influência dos campos acústicos no carreamento de partículas em leitos fluidizados. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This study evaluates the influence of acoustic waves on the carrying of particles in fluidized beds. This sort of bed is used in different industries, such as petrochemical, pharmaceutical, food industrie, gasification, etc. The action of acoustic waves in fluidized beds can change parameters such as the rates of heat transfer, mass transport and mixing of the particles in bed. The influence on the entrainment of particles will be studied further. A laboratory bench reactor was constructed. This sistem was composed by a fluidization system, a data acquilition system and a expelled particle capturing system. Vermiculite beds were tested with and without the action of sound waves, in order to observe the influence of these waves. A numerical study of the mais acoustic parameters was also conducted. Both experiments and numerical studies have indicated the influence of the acoustic fields in the entrainment of particles in fluidized beds.

Orientador: Reginaldo Guirardello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-21T18:43:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carbonell_MontserratMotas_M.pdf: 5112285 bytes, checksum: b141a39acf980da40a008bddb4736956 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Esta dissertação apresenta a modelagem e simulação de um reator que opera em leito fluidizado trifásico (gás-liquido-sólido) com arraste de sólidos, para promover a hidroconversão de óleos pesados, em condições severas de temperatura e pressão. A simulação é realizada em duas etapas: inicialmente determinam-se os parâmetros fluidodinâmicos e, a seguir, calcula-se a conversão decorrente do craqueamento do óleo pesado no reator, com a produção de fiações mais leves como gasóleo, diesel, nafta e gases. O modelo fluidodinâmico para as fases gás e lama (fase pseudo-homogênea) é desenvolvido a partir das equações fundamentais da conservação da massa e quantidade de movimento. O modelo é unidimensional na direção radial, representa dispersão no leito através de um modelo turbulento de ordem zero e considera o escoamento desenvolvido.A simulaçãofluidodinâmicafornece a queda de pressão no leito e os perfis radiais de fiação volumétrica, viscosidade efetiva (dispersão) e velocidade de cada fase. O perfil de velocidade da lama mostra o padrão de recirculação na coluna. Os perfis radial e axial de concentração no reator, conversão de óleo pesado e a distribuição de produtos na saída do reator são determinados através da simulação da reação de craqueamento térmico. As simulações mostram uma grande influência da temperatura e do tempo de residência do liquido na conversão obtida e revelam que a reação praticamente não interfere na fluidodinâmica do reator. O modelo desenvolvido representa o reator com elevado grau de mistura, característico de leitos fluidizados. A comparação com informações da literatura mostra que os resultados da simulação apresentamum comportamento consistente / Abstract: This work considers a computational fluid dynamics approach for a slurry bubble column reactor with solid transport, applied for the hydroconversion ofheavy oils under severe operational conditions of temperature and pressure. Simulationsare carried out in two steps: first the fluidynamic parameters are obtained and then the oil cracking conversion is determined, which leads to the production of lighter fractions such as gasoil, diesel, naphtha and gases. It is presented a pseudo-two-phase one-dimensional fluid model (gas and slurry), based on the continuity equation and the momentum balances, which considers fu11ydeveloped axial flow. A zero order turbulence model takes into account the mixing in the bed. Fluid-dynamic simulation results give the pressure drop in the bed as well as the radial distribution of gas and slurry for the holdup, eft'ective viscosity (dispersion) and velocity. The slurry velocity profile indicates. That there is recirculaton inside the reactor. Radial and axial concentration profiles in the reactor, heavy oil conversion and product distribution in the stream that leaves the reactor are obtained by the simulation of a thermal cracking reaction. Results show that there is a considerable influence of temperature and liquid residence time in the conversion and that it can be considered that in this case reaction does not interfere in the dynamics of the bed. It is obtained a high degree of mixture in the reactor for the model presented, which is typical of fluidized beds. Comparison with experimental data availableshows a good behaviour / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Leonardo Goldstein Jr / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-19T07:35:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_MeurisGurgelCarlosda_D.pdf: 41386647 bytes, checksum: fd02adeaebbf9c7c0ab3435c9f88c985 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Este trabalho consistiu no desenvolvimento de um reator de leito fluidizado circulante, para operar nas codições de fluidização rápida, visando sua utilização em processo de combustão de carvão mineral com remoção do 802' pela adição de calcário. o desenvolvimento desse estudo foi realizado em três etapas. A primeira se constituiu no levantamento e análise dos processos de desulfurização dos gases de combustão e dos parâmetros de projeto do equipamento. A segunda,foi o projeto, construção e montagem do sistema experimental. A terceira foi a partida e a pré-operação da unidade, com a realização de um programa de testes a frio e a quente para o conhecimento da operacionalidade e da flexibilidade do sistema projetado. o dispositivo experimental é constituidode três partes principais: o combustor propriamente dito, com 4,0 m de altura e 0,1m de diâmetro interno; a seção de retorno de sólidos e a seção de resfriamento dos gases de combustão. O sistema é composto ainda por dois alimentadores pneumáticos de sólidos, um sistema de preaquecimento elétrico do ar de fluidização, um queimador de G.L.P. e um filtro manga com limpeza por jato pulsante. Foram realizados 42 testes experimentais com particulas sólidas de areia, com 0,2mm de diâmetro, dos quais 19 foram desenvolvidos com ar primário e 23 com a injeção de ar secundário. Foram variados durante a operação o inventário de sólidos, de 3,0 a 11,0kg, e velocidade do ar de fluidização, de 3,0 a 18,0m/s, em temperaturas até 750°C / Abstract: The present work is centered on the development of a circulating fluidized bed reactor to be operated in conditions of quick fluidization, aiming its utilization in mineral coal combustion process with remotion of 5°2 by adding limestone. The developing of this study was carried out in three stages. The first part consisted of raising and analysis of the sulfurization of combustion gases process and the parameters of the design of the equipment. The second included designing, building and assembling of the experimental system. The third was the start and preoperation of the unit, along with a'program of tests, cold and hot, in order to determine the conditions of operation and flexibility of the designed system. The experimental device is consisted of there main parts: the combustion itself,with dimensionsof 4.0m. in height and 0,1m. of internal diameter; a solid return section and the section of cooling of combustion gases. The system still has two solid pneumatic feeders, an eletrical pre-heating system for the fluidization air a G.L.P. burner and a sleeve filter with pulsing set cleaning. A total of 42 experimental tests were carried out with solid particles of sand, 0,2mm. in diameter, of which 19 were developed with primary air and 23 with the injection of secondary air. A variation of solids mass was made, from 3.0 to 11.0 kg and the air velocity, from 3.0 to 18.0 m/s and with temperature up to 750°C / Doutorado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: João A. F. Pereira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-20T02:20:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SmithParedes_JuandeDios_M.pdf: 3602823 bytes, checksum: 90a86c55618a094bca1e1129e8550564 (MD5) Previous issue date: 1984 / Resumo: A pesquisa descrita neste trabalho, tem por objetivo a descrição analítica de um reator catalítico contínuo em leito fluidizado, de forma tal que possa ser considerado ideal pela presença da fase densa como uma fase homogênea que contém o gás reatante e as partículas sólidas catalíticas. Incluiu-se neste estudo, conforme descrito na ParteI, a obtenção do estado estável de uma reação quimica de primeira ordem, irreversível, do tipo A-B-Produto, não isotérmica, sem desativação. Nas Conclusões Gerais, é apresentada a possibilidade de estender a presente metodologia a reações quimicas consecutivas, do tipo A?B?Produto, como é o caso de reações de oxidação catalítica, onde o produto desejado é o intermediário, por exemplo, B, pois, na prática, estas liberam ou absorvem quantidades de calor mais ou menos apreciáveis, o que torna-se dificil de obter em sistemas isotérmicos. Desta forma, o presente trabalho justifica a análise do reator em operação não-isotérmica. / Abstract: The work described in the present thesis is an extension of a continuous idealizaed fluidized bed chemical reactor. By "idealized" was meant the presence in the reactor of only a homogeneous phasecontaining both particles and gas perfectly mixed. In order to remain in the scope of a M.Sc.thesis, we will only consider the steady state cases and also only catalytic reactions either single with a non-decaying catalyst case, in shich the catalyst circulation is primarily. Still mention two consecutive catalyst reactions with no catalyst decay which occurs often for oxidation formed in this type of reactor, where the intermediate product is desired. Usually the studies carried out on this type of reactor assume an isothermal system. However, since the industrial reactors grew large and since some chemical reactions release or absorb very large amount of heat, it became more difficult to obtain isothermal systems. Hence in the present work only non-isothermal reactors will be considered. / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

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

Orietadores: João Alexandre F. R. Pereira, Carlos Costa Dantas / TESE (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-21T05:44:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_ValdemirAlexandredos_D.pdf: 4282468 bytes, checksum: 917f4803f917772dff1bb8e205998a95 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: A cinética da reação de desidratação térmica da gipsita foi estudada em reator a leito fluidizado em escala de laboratório. O minério foi fluidizado e aquecido até as condições da reação: 'Ca¿¿S¿O IND. 4¿.2 'H IND. 2¿¿O¿ ® 'Ca¿¿S¿¿O IND. 4¿ . O,5 'H IND. 2¿¿O¿ + 1,5 'H IND. 2¿¿O¿ através de um fluxo de ar quente. O reator operou em regime contínuo em relação à fase gasosa, em regime de batelada com relação à gipsita e em condições isotérmicas. Inicialmente se definiu a dimensão da partícula sólida, para a qual o efeito da penetração térmica, como etapa controladora da reação, poderia ser desprezado. A análise cinética foi realizada por métodos mecanístico e não-mecanístico. Os dados experimentais foram avaliados estatisticamente e ajustados a modelos matemáticos da reação. A temperaturas próximas dos 100°C o mecanismo assemelhou-se ao de uma reação de primeira ordem. Para temperaturas entre 110 °C e 140°C, a reação apresentou, preferencialmente, um comportamento semelhante ao de um mecanismo de avanço da interface em duas dimensões. Na faixa de temperaturas utilizada as constantes de velocidade da reação puderam ser estimadas pela equação de Arrhenius, através da qual foram calculados valores para a energia de ativação em torno de 10 kcal/¿mol POT. ¿1¿ e para o fator pré-exponencial, em torno de 4.¿10 POT. 3¿¿min POT ¿1 / Abstract: Not informed. / Doutorado / Sistema de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química