O principal objetivo deste trabalho foi obter parâmetros reativos para as reações de absorção de SO2 por calcários em leitos fluidizados e procurar correlacionar, através de dois modelos simples, os resultados obtidos para distribuições granulométricas amplas e estreitas. Foram estudadas cinco faixas estreitas, com diâmetros de 385, 460, 545, 650, 775 &#956m para dois tipos de calcários, um dolomítico (DP) e um calcítico (CI). A partir destas faixas estreitas foram compostas quatro misturas, com 498, 540, 543 e 617 &#956m. Um dos dois modelos foi usado para determinar a fração com que cada faixa estreita deveria estar presente na mistura. Uma das misturas, a Mistura 2 (540 &#956m), tinha distribuição de diâmetros aproximadamente normal e a outra, Mistura 3 (543 &#956m), distribuição plana. O leito, de 160 mm de diâmetro, foi fluidizado com ar à temperatura de 850ºC e utilizou areia como material particulado. O calcário foi introduzido em bateladas de 50 g em um leito de areia de mesmo diâmetro com cerca de 2,0 Kg de massa. Uma vazão de SO2 foi misturada ao ar antes que este entrasse no leito, de forma a resultar em uma concentração próxima à 1000 ppm na saída do reator. A concentração de saída foi monitorada e a sua queda, verificada após a introdução da batelada de calcário, foi utilizada em um modelo matemático para determinar os parâmetros reativos, entre eles a conversão, taxa de conversão e o coeficiente global de taxa de reação. Os modelos de distribuição granulométrica empregados produziram boa correlação entre as misturas e as faixas estreitas durante a sulfatação. Na calcinação, o processo mostrou-se mais lento para a distribuição ampla do calcário DP e não foi afetado para o CI. Em todos os casos estudados o diâmetro do calcário mostrou afetar significativamente e de forma inversa, a eficiência dos calcários na remoção do SO2. O calcário DP mostrou-se sempre mais eficiente do que o calcário CI. / The main objective of this work was to compare the reactivity of limestones with narrow and open particle size distribution in a bubling fluidized bed reactor and verify if the reactivity of the open sized mixtures could be predicted, using two simple models, from the known parameters of the narrow sized particles. Five narrow sizes were used, respectively 385, 460, 545, 650 and 775 &#956m for two different limestones, one calcitic (CI) and one Dolomitic (DP). Using this same material and one of the models, four mixtures were prepared with 498, 540, 543 and 617 &#956m of average diameter. The mixture of 540 &#956m had an aproximately normal distribution of sizes and the mixture of 543 &#956m a falt one. The bed, with 160 mm of diameter, was fluidized with air at a temperature of 850ºC, and 2 Kg of sand with the same size as the limestones, was used as the bed material. A flow of SO2 was mixed with the fluidization air prior to the gas distributor, producing a uniform concentration of about 1000 ppm at the reactor gas exaust. The limestone was then intoduced in a batch of 50 g and the SO2 concentration monitored. The change in the SO2 concentration after the limestone was intoduced in the reactor was used to derive the reactive parameters, namely the conversion, rate of conversion and global coefficient of reaction rate. The particle size distribution models produced a good correlation among the mixtures and the narrow sized particlesduring sulfatation. The calcination process was more slow for the open distribution of limestone DP but not affected for CI. In all cases there was a clear increase in the SO2 absorption as the particle size was reduced. Limestone DP was much more effective in the removal of SO2 than CI.

O principal objetivo deste trabalho foi obter parâmetros reativos para as reações de absorção de SO2 por calcários em leitos fluidizados e procurar correlacionar, através de dois modelos simples, os resultados obtidos para distribuições granulométricas amplas e estreitas. Foram estudadas cinco faixas estreitas, com diâmetros de 385, 460, 545, 650, 775 &#956m para dois tipos de calcários, um dolomítico (DP) e um calcítico (CI). A partir destas faixas estreitas foram compostas quatro misturas, com 498, 540, 543 e 617 &#956m. Um dos dois modelos foi usado para determinar a fração com que cada faixa estreita deveria estar presente na mistura. Uma das misturas, a Mistura 2 (540 &#956m), tinha distribuição de diâmetros aproximadamente normal e a outra, Mistura 3 (543 &#956m), distribuição plana. O leito, de 160 mm de diâmetro, foi fluidizado com ar à temperatura de 850ºC e utilizou areia como material particulado. O calcário foi introduzido em bateladas de 50 g em um leito de areia de mesmo diâmetro com cerca de 2,0 Kg de massa. Uma vazão de SO2 foi misturada ao ar antes que este entrasse no leito, de forma a resultar em uma concentração próxima à 1000 ppm na saída do reator. A concentração de saída foi monitorada e a sua queda, verificada após a introdução da batelada de calcário, foi utilizada em um modelo matemático para determinar os parâmetros reativos, entre eles a conversão, taxa de conversão e o coeficiente global de taxa de reação. Os modelos de distribuição granulométrica empregados produziram boa correlação entre as misturas e as faixas estreitas durante a sulfatação. Na calcinação, o processo mostrou-se mais lento para a distribuição ampla do calcário DP e não foi afetado para o CI. Em todos os casos estudados o diâmetro do calcário mostrou afetar significativamente e de forma inversa, a eficiência dos calcários na remoção do SO2. O calcário DP mostrou-se sempre mais eficiente do que o calcário CI. / The main objective of this work was to compare the reactivity of limestones with narrow and open particle size distribution in a bubling fluidized bed reactor and verify if the reactivity of the open sized mixtures could be predicted, using two simple models, from the known parameters of the narrow sized particles. Five narrow sizes were used, respectively 385, 460, 545, 650 and 775 &#956m for two different limestones, one calcitic (CI) and one Dolomitic (DP). Using this same material and one of the models, four mixtures were prepared with 498, 540, 543 and 617 &#956m of average diameter. The mixture of 540 &#956m had an aproximately normal distribution of sizes and the mixture of 543 &#956m a falt one. The bed, with 160 mm of diameter, was fluidized with air at a temperature of 850ºC, and 2 Kg of sand with the same size as the limestones, was used as the bed material. A flow of SO2 was mixed with the fluidization air prior to the gas distributor, producing a uniform concentration of about 1000 ppm at the reactor gas exaust. The limestone was then intoduced in a batch of 50 g and the SO2 concentration monitored. The change in the SO2 concentration after the limestone was intoduced in the reactor was used to derive the reactive parameters, namely the conversion, rate of conversion and global coefficient of reaction rate. The particle size distribution models produced a good correlation among the mixtures and the narrow sized particlesduring sulfatation. The calcination process was more slow for the open distribution of limestone DP but not affected for CI. In all cases there was a clear increase in the SO2 absorption as the particle size was reduced. Limestone DP was much more effective in the removal of SO2 than CI.

Tese de mestrado. Engenharia do Ambiente. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto, Instituto Politécnico do Porto. Instituto Superior de Engenharia. 2007

Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:35:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2688.pdf: 3455173 bytes, checksum: 09d9d38c8a13d7dda1da178036013eeb (MD5) Previous issue date: 2009-10-30 / Financiadora de Estudos e Projetos / The aim of this study was to analyze the fluid dynamic of the fluidized and vibrofluidized beds with particles with diameter under 1.00 mm, and also to analyze the fluid dynamic behavior of wet beds and the drying of different liquids and suspensions during the transient drying period. The purpose of these tests is to obtain relevant information about the influence of vibration and also to investigate some issues related to the dimensionless vibration number (&#915;), which has been used and understood in a controversial way by the scientific community. The fluid dynamic and drying experiments were conducted in a fluidized/vibrofluidizad column with diameter equal 0.014 m and high 0.50 m. The analysis of fluid dynamic was performed with particles of 463 and 780 &#956;m, under different vibrational conditions. Drying and wet fluid dynamic experiments were carried out with particles of 2.19 mm, with the following liquids and pastes: distilled water, sewage sludge, skim milk and calcium carbonate solutions with solid concentration of 3%, 6% and 9%.. Drying essays were conducted at different paste feed rates and under air velocity equal to1.33 and 1.55 m / s, and temperatures of 80 and 100 ° C. Two vibration conditions yielding a constant vibration number (&#1043; = 4.0) were tested: one with A = 0.003 m and f = 18.20 Hz and other with A = 0.015 m and f = 8.14 Hz. In fluid dynamic tests with particles of dp< 1.00 mm, the characteristic curves were obtained from the classical methodology were analyzed aiming at identifying the influence of the particle size and vibrational on the pressure drop and minimum fludization velocities. For the wet beds was evaluated the dynamic behavior of dimensionless pressure drop and dimensionless air inlet velocity, while in drying experimens the behavior of air relative humidity, absolute humidity, powder production rate, powder moisture content and energy efficiency was assessed. The results obtained show that the use of vibration together with fluidized air may result in significant improvement of the bed dynamics, thus enhancing the drying conditions. They evidenced also that the use of different combinations of frequency and amplitude values to yield a same vibration number may result in very different dynamic behavior in vibrofluidized beds. As a consequence, variables associated to drying such as air relative and absolute humidity, powder production rate and energy efficiency were affected by vibration conditions. To fully characterize the vibration conditions, the value of &#1043; should be informed together with either the amplitude or frequency of vibration. / O objetivo do presente trabalho foi realizar uma análise fluidodinâmica detalhada dos leitos fluidizado e vibrofluidizado operando com partículas de diâmetro inferior a 1 mm e também analisar a secagem e fluidodinâmica do leito úmido com água e três diferentes pastas (lodo de esgoto, leite desnatado e carbonato de cálcio em três concentrações de sólidos) durante o período transiente. O intuito destas análises foi obter informações relevantes acerca da influência da aplicação da vibração em um leito de secagem bem como compreender melhor algumas questões referentes ao adimensional de vibração (&#915;), o qual vem sendo utilizado e entendido de maneira controversa pela comunidade científica. Os experimentos fluidodinâmicos e de secagem foram conduzidos em leito fluidizado/vibrofluidizado com 0,114 m de diâmetro e 0,50 m de altura. As análises fluidodinâmicas foram realizadas com partículas de vidro de 463 e 780 &#956;m e sob diferentes condições vibracionais, com &#1043; variando do 0,0 a 3,0, sendo que cada um deles foi obtido através de 4 diferentes combinações entre amplitude e freqüência de vibração. A secagem e fluidodinâmica do leito úmido foram investigadas com partículas de vidro de 2,19 mm. As pastas utilizadas neste estudo foram constituídas por água destilada, lodo de esgoto doméstico, leite desnatado e carbonato de cálcio em três diferentes concentrações de sólidos. A operação de secagem foi conduzida em diferentes vazões de alimentação de pasta e sob duas condições de velocidade do ar de secagem (1,33 e 1,55m/s), duas temperaturas (80 e 100º C) e duas condições vibracionais, para um mesmo adimensional de vibração (&#915; = 4,00), A = 0,003 m com f = 18,20 Hz e A = 0,015 m com f = 8,14 Hz. Nos ensaios fluidodinâmicos com partículas de diâmetro inferior a 1 mm foram analisadas as curvas características obtidas por meio da metodologia clássica avaliando a influência do tamanho da partícula e das diferentes condições vibracionais impostas. Para os ensaios fluidodinâmicos em leitos úmidos foram analisados os adimensionais de queda de pressão e velocidade do ar de secagem, enquanto que para a secagem foram avaliadas a umidade relativa, umidade absoluta, taxa de produção, conteúdo de umidade e eficiência energética. Com os resultados obtidos neste trabalho pôde-se observar que a utilização da vibração aliada à ação pneumática do leito fluidizado pode ocasionar melhorias significativas na dinâmica do leito, proporcionando condições mais favoráveis para a secagem. Além disso, para um mesmo adimensional de vibração, obtido por meio de diferentes combinações entre amplitude e freqüência vibracional, observaram-se resultados distintos para a fluidodinâmica, umidade relativa, umidade absoluta, taxa de produção de pó seco e eficiência de secagem. Com isso, podese dizer que o parâmetro &#915; não tem características universais, portanto, deve ser sempre informado conjuntamente com a amplitude de vibração ou freqüência de vibração.

O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um modelo dinâmico genérico para reatores de polimerização em leito fluidizado com capacidade de predizer produção, condições de operação e propriedades do produto, como o índice de fluidez e densidade. Este modelo genérico é então aplicado ao caso específico da polimerização de eteno em reatores do processo UNIPOL, utilizando catalisador de óxido de cromo. De modo a obter um modelo validado, os parâmetros cinéticos são estimados utilizando experimentos realizados em uma planta piloto UNIPOL. Também é apresentado um modelo simplificado em relação ao modelo proposto inicialmente, cujo objetivo é remover as interações dos parâmetros das malhas de controle com os parâmetros cinéticos a serem estimados, aproveitando medidas de planta não utilizadas pelo outro modelo. Junto com a parte de estimação de parâmetros é apresentada a metodologia da análise de sensibilidade para o planejamento de experimentos e estimação de parâmetros.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental / Made available in DSpace on 2012-10-22T12:19:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 235607.pdf: 4212316 bytes, checksum: ab438f85cc5ab6470798b853ec46248a (MD5) / No presente trabalho foi utilizado um reator de leito fluidizado por bateladas seqüenciais (RLFBS), com o objetivo de estudar o tratamento biológico de efluentes urbanos, na remoção de carbono e nitrogênio. O reator piloto foi construído em coluna de acrílico com volume total de 132,8 L. O material suporte utilizado foi o PVC reciclado, com densidade de 1329 kg/m3 e diâmetro médio de 4,02mm. Foram realizadas estratégias operacionais, desenvolvidas de outubro de 2004 a junho de 2006, com a finalidade conhecer o processo e verificar o desempenho do reator piloto frente à diferentes situações. As estratégias operacionais diferenciaram-se entre si por apresentarem: tempos total de ciclo de 24h e 12h, períodos com e sem decantação e ainda, estratégias com aumento gradativo da carga orgânica (DQO) e amônio. As cargas orgânicas variaram de 0,11 a 0,37 gDQO/m3.d e a de amônio de 0,011 a 0,033 kgNH4-N/m3.d. O tempo de retenção hidráulica foi de 2,89 d e 1,44 d. O monitoramento do reator foi realizado através de análises físico-químicas, observações da diversidade biológica pela microscopia ótica, identificação das espécies de bactérias nitrificantes através de análise FISH, testes respirométricos para determinação da velocidade específica de respiração celular e o monitoramento do biofilme pela microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram que durante os ciclos de 24h, incluindo aqueles com aumento de carga e períodos com ou sem decantação, o RLFBS foi capaz de promover com eficiência a remoção da matéria orgânica e nitrogenada. Manteve um biofilme estável com formação de uma população heterogênea, composta por bactérias autótrofas e heterótrofas. O amônio foi totalmente oxidado, com completa nitrificação até os 720min. As eficiências médias de nitrificação variaram de 93% a 96%, a desnitrificação de 67% a 100% e a remoção da DQO de 84% a 93%. Por outro lado, os ciclos de 12 h apresentaram uma certa instabilidade, desfavorecendo o processo de nitrificação. A biomassa autotrófica não se manteve aderida à superfície do biofilme, ocorrendo à lavagem de células, que foi minimizada com a etapa de decantação. As eficiências médias de remoção de DQO variaram entre 81% e 91% e a desnitrificação entre 92,4% e 100%. A maior eficiência

O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um modelo dinâmico genérico para reatores de polimerização em leito fluidizado com capacidade de predizer produção, condições de operação e propriedades do produto, como o índice de fluidez e densidade. Este modelo genérico é então aplicado ao caso específico da polimerização de eteno em reatores do processo UNIPOL, utilizando catalisador de óxido de cromo. De modo a obter um modelo validado, os parâmetros cinéticos são estimados utilizando experimentos realizados em uma planta piloto UNIPOL. Também é apresentado um modelo simplificado em relação ao modelo proposto inicialmente, cujo objetivo é remover as interações dos parâmetros das malhas de controle com os parâmetros cinéticos a serem estimados, aproveitando medidas de planta não utilizadas pelo outro modelo. Junto com a parte de estimação de parâmetros é apresentada a metodologia da análise de sensibilidade para o planejamento de experimentos e estimação de parâmetros.

Submitted by Teresa Cristina Rosenhayme (teresa.rosenhayme@cprm.gov.br) on 2017-02-22T14:15:24Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Ricardo G.B. de Almeida.pdf: 3268445 bytes, checksum: 62e87b8d7ee4b69a3f221f81ef41e329 (MD5) / Approved for entry into archive by Jéssica Gonçalves (jessica.goncalves@cprm.gov.br) on 2017-02-28T15:39:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Ricardo G.B. de Almeida.pdf: 3268445 bytes, checksum: 62e87b8d7ee4b69a3f221f81ef41e329 (MD5) / Approved for entry into archive by Jéssica Gonçalves (jessica.goncalves@cprm.gov.br) on 2017-02-28T16:01:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Ricardo G.B. de Almeida.pdf: 3268445 bytes, checksum: 62e87b8d7ee4b69a3f221f81ef41e329 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-28T16:08:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Ricardo G.B. de Almeida.pdf: 3268445 bytes, checksum: 62e87b8d7ee4b69a3f221f81ef41e329 (MD5) Previous issue date: 2016-10-07

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-22T04:11:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A tecnologia de Leito Móvel Simulado (LMS) tem sido recentemente aplicada em processos envolvendo reações químicas. Na Unidade de Leito Móvel Simulado Reativo, a reação química e a separação de reagentes e produtos ocorrem simultaneamente na unidade. A unidade de leito móvel simulado reativo permite obter simultaneamente elevada pureza dos produtos e alta conversão dos reagentes, mesmo nos casos de reações limitadas pelo equilíbrio termodinâmico. Isto a qualifica potencialmente para aplicação em reações reversíveis, além de ser vantajosa ainda em situações que incluem a remoção de inibidores e venenos catalíticos para melhoria do rendimento da reação principal. Considerando a complexidade da dinâmica de um processo empregando unidades de leito móvel simulado reativo, a formulação matemática e a simulação numérica são ferramentas que têm ganho considerável atenção, não apenas por permitir a compreensão e análise teórica do sistema, mas também devido a uma significativa economia: em material (reagentes, catalisadores, solventes,...) e em tempo de projeto e otimização da unidade. Neste trabalho desenvolve-se um modelo matemático para o processo de reação e separação no LMS reativo sendo o meio poroso caracterizado por mais de um comprimento de escala, que envolve o maior comprimento de escala associado às colunas de leito fixo que compõem a unidade até o menor comprimento de escala associado aos sítios de adsorção. As equações de conservação governantes do processo são tratadas pela aplicação do método da média no volume, de forma que a informação sobre a velocidade de adsorção na microescala possa compôr a equação resultante na macroescala, que é a escala de projeto. Com a metodologia da média no volume, coeficientes efetivos de transporte foram calculados teoricamente e mostraram boa concordância com dados apresentados na literatura. Através de levantamentos experimentais e da resolução das equações da formulação matemática, foi possível verificar a viabilidade do processo de isomerização de glucose em unidades de LMS reativas. Foi também avaliada a influência de parâmetros importantes, de ordem operacional, de transferência de massa e de reação, no comportamento e desempenho da unidade reativa nos processos de isomerização de glucose e inversão de sucrose.