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Modelagem matematica e simulação numerica de reatores cataliticos de leito fixo para oxidação de etanol acetaldeidoSoares, João Batista de Paiva 19 January 1990 (has links)
Orientador: Milton Mori / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-14T03:49:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1
Soares_JoaoBatistadePaiva_M.pdf: 3730916 bytes, checksum: cae1bc4b2923ae83058c65fd01b47edc (MD5)
Previous issue date: 1990 / Resumo: Apresenta-se neste trabalho a modelagem matemática e a simulação numérica de reatores de leito fixo para a reação de oxidação de etanol à acetaldeído sobre catalisador de cobre oxidado. Os modelos estudados são bidimensionais, pseudo-homogêneos, não-adiabáticos e não-isotérmicos. O objetivo principal desse estudo é analisar a sensitividade paramétrica desses modelos em relação à variáveis de processo e de projeto e comparar o desempenho de cada reator no que se refere à conversão total de reagentes por passe e à estabilidade operacional. Três tipos de reatores são estudados: reator de leito fixo de fluxo axial, reator tubular de parede e reator de placas planas. O modelo para o reator de leito fixo de fluxo axial é discretizado pelo método das diferenças finitas e pelo método dos elementos finitos e os resultados são comparados entre si. O sistema de equações algébricas resultante da discretização é resolvido pelos métodos de Newton-Raphson e de Gauss-Seidel. Analisa-se, também, o efeito da utilização de algumas correlações para estimativa da condutividade térmica efetiva radial e do coeficiente de transferência de calor na parede disponíveis na literatura sobre, o comportamento desse modelo. O modelo para o reator tubular de parede é discretizado pelo método das diferenças finitas. As equações discretizadas são resolvidas pelo método de Newton-Raphson. O modelo para reator de placas paralelas é discretizado pelo método dos elementos finitos. As equações discretizadas são resolvidas pelo método de Gauss-Seidel. / Abstract: This work presents the mathematical modelling and numerical simulation of catalytic fixed-bed reactors for the oxidatton of ethanol to acetaldehyde catalized by copper oxide. The studied models are two-dimensional, pseudo-homogeneous, non-adiabatic and non-isothermic. The main purpose of this work is to analyze the parametric sensitivity of these models in relation to process and design variables and to compare the performances of each reactor in relation to reagents conversion and operational stability. Three reactor types are studied: axial flow fixed-bed reactor, tubular-wall reactor and parallel plates reactor. The fixed-bed reactor model is discretized by finite diference and finite element methods and the results are compared. The resulting system of algebraic equations is solved by Newton-Raphson and Gauss-Séidel methods. It is also analyzed the effect of using some diferent correlations to calculate the effective radial thermal condtictivity and wall-heat transfer coefficient on the behavior of this modél. The tubular-wall reactor model is discretized by finite diference method. The dicretized equations are solved by Newton-Raphson method. The parallel plates reactor model is discretized by the fi'nite element method. The resulting system of algebraic equations are solved by Gauss-Siedel method. / Mestrado / Mestre em Engenharia Química
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Simulação de modelos bidimensionais de reatores cataliticos em leito fixo por elementos finitosFujiwara, Mines Minoro 02 October 1989 (has links)
Orientador: Milton Mori / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-15T10:01:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1
Fujiwara_MinesMinoro_M.pdf: 3033960 bytes, checksum: abc027bfdc011ae965da2e97d152e56d (MD5)
Previous issue date: 1989 / Resumo: Apresentam-se neste trabalho a modelagem e simulação de modelos bidimensionais de reatores catalíticos em leito fixo em estado estacionário, não-adiabático, não isotérmico e com resfriamento contra corrente para a produção de acetaldeído, via oxidação do etanol sobre catalisador Fe-Mo (poroso), utilizando para isso os dados e a equação da taxa de reação apresentada na Tese de Mestrado de Maciel Filho [25]. Os modelos considerados neste trabalho são o modelo pseudo-homogéneo (modelo I) e o modelo heterogêneo (modelo II). No modelo heterogêneo os processos de transferência envolvidos são: - transferência intrareator - entre os espaços vazios do leito fixo - transferência intrapartícula - dentro da partícula de catalisador - transferência interfases - entre o seio do fluido e a superfície do catalisador. O sistema de equações diferenciais não-lineares dos dois modelos são resolvidos pelos métodos dos elementos finitos e das diferenças finitas. São feitas comparações da performance dos dois modelos e a influência dos parâmetros mais importantes são escolhidos, tornando-se possível escolher as melhores condições de operação do projeto. A otimizaçâo foi feita com o objetivo de obter a melhor produtividade. / Abstract: This work presents the modelling and simulation of the steady state two-dimensional model of packed-bed, non-adiabatic and non-isothermics countercurrent cooled reactors for the production of acetaldehyde, via the oxidation of ethanol over ironmolibdenium oxide catalyst, using the data and the rate equation presented in Maciel Filho's MsC Thesis [25]. The reactor model considered in this work consist of pseudo-homogeneous model (model I) and heterogeneous model (model II). In the heterogeneous model the transport process involved are: - intrareactor transport - through the voids betwen in the fixed beds - intraparticle transport - within the catalyst pellet
. interphase transport - between the mainstream of fluid and the surface of the catalyst pellet. The systems of non-linear differential equations of the two models have been solved by finite element method and finite differences method. The performance of pseudo-homogeneous model has been compared to the heterogeneous model. The influence of the most important parameters has been elected wich enable us to choose the project 's best operating conditions. An otimization has been carried out to the best productivity. / Mestrado / Mestre em Engenharia Química
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Modelo para simulação do comportamento dinâmico de circuitos hidráulicos de reatores do tipo PWRViviane Ruth Toledo Ribeiro Hirdes 01 January 1987 (has links)
O presente trabalho consiste no desenvolvimento de um programa computacional para simulação de transitórios provocados por paradas de bombas de circulação de refrigerante do núcleo de reatores nucleares e o acoplamento do modelo a circuitos hidráulicos típicos de reatores PWR. O programa fornece a variação temporal da vazão, rotação, torque elétrico e hidráulico e altura dinâmica das bombas para diversas situações operacionais ou acidentais. Pode ser utilizado para qualquer combinação de bombas ativas ou inativas. A verificação do modelo foi feita através de testes realizados com dados da usina nuclear de Angra-I e os resultados podem ser considerados satisfatórios quando comparados àqueles apresentados no relatório final de Angra, FSAR.
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UM ESTUDO SOBRE MÉTODOS DE CÁLCULO E MEDIDAS EXPERIMENTAIS DE PARÂMETROS CINÉTICOS EM SISTEMAS SUBCRÍTICOS ACIONADOS POR FONTE / A STUDY OF CALCULATION METHODOLOGY AND EXPERIMENTAL MEASUREMENTS OF THE KINETIC PARAMETERS FOR SOURCE DRIVEN SYSTEMSLee, Seung Min 17 April 2009 (has links)
Este trabalho apresenta um estudo teórico sobre a cinética de reatores focando à metodologia de cálculo e às medidas experimentais dos chamados parâmetros cinéticos para sistemas subcríticos acionados por fontes. São apresentadas, por motivo de comparação, duas metodologias de cálculo dos parâmetros cinéticos: a metodologia baseada no formalismo de Dulla, e a clássica. O objetivo é mostrar a dependência desses parâmetros com o grau de subcriticalidade e a perturbação. Foram considerados um sistema rápido e um térmico, ambos de tipo placa e de meio homogêneo. O modelo utilizado foi de difusão e as soluções foram obtidas usando o método de expansão, considerando 1 grupo de energia e 1 família de precursores para o sistema rápido, e 2 grupos de energia e 1 família de precursores para o sistema térmico. São apresentadas, também, descrições dos principais métodos de medidas experimentais dos parâmetros cinéticos, i.e., métodos estáticos e de fonte pulsada, visando levantar a discussão sobre a compatibilidade desses método na região de subcriticalidade / This work presents a theoretical study of reactor kinetics focusing on the methodology of calculation and the experimental measurements of the so-called kinetic parameters. A comparison between the methodology based on the Dulla´s formalism and the classical method is made. The objective is to exhibit the dependence of the parameters on subcriticality level and perturbation. Two different slab type systems were considered: thermal one and fast one, both with homogeneous media. One group diffusion model was used for the fast reactor, and for the thermal system, two groups diffusion model, considering, in both case, only one precursor´s family. The solutions were obtained using the expansion method. Also, descriptions of the main experimental methods of measurements of the kinetic parameters are presented in order to put a question about the compatibility of these methods in subcritical region.
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Tratamento de esgoto doméstico em reatores sequenciais em batelada anaeróbios (RSBAn)Pescador, Fernanda Santos January 2001 (has links)
Este trabalho relata os resultados de um experimento realizado em duas etapas distintas. Na primeira com duração de 5 meses foram operados 4 Reatores Seqüenciais em Batelada Anaeróbios (RSBAn) com diferentes relações entre altura e diâmetro. Todos eles obedeceram a um Tempo de Detenção Hidráulica (TDH) de 20 horas, perfazendo 2 ciclos diários de 12 horas cada um. Na segunda etapa, desta vez com 6 meses de operação, três RSBAn com geometrias idênticas foram operados com diferentes TDH de 7, 10 e 13 horas perfazendo 6, 4 e 3 ciclos diários de 4, 6, e 8 horas cada, respectivamente. Todos os experimentos foram feitos em escala de bancada, tratando esgoto sintético de características domésticas. Objetivou-se avaliar primeiramente, o efeito da configuração dos reatores relativamente as suas eficiências e depois avaliar as eficiências para diferentes TDH. Os resultados da primeira etapa demonstraram boas remoções de DQO e sólidos suspensos, em média 80 e 85% respectivamente, no efluente de todos os quatro reatores, com os melhores resultados ocorrendo nos que apresentaram menores relações altura / diâmetro. Observaram-se tempos de aclimatação da biomassa relativamente curtos para esta tecnologia em comparação a tecnologias anaeróbias tradicionais. Na segunda fase foram alcançadas boas eficiências para os TDH mais longos atingindo 85% de remoção de DQO. Mesmo assim, os reatores com menores TDH também se mostraram capazes de atingir em torno de 80% de eficiência. Observou-se que curtos tempos de retenção hidráulicos apresentaram maiores quantidades de ácido propiônico podendo promover o acúmulo de produtos intermediários como ácidos graxos voláteis no interior dos reatores. Pelo comportamento dos perfis realizados nos reatores de ambas etapas, dos parâmetros DQO e produção de gás metano, confirmaram-se as vantagens teóricas mencionadas por pesquisadores desta nova tecnologia, onde afirmam que a característica fundamental dos RSBAn é apresentar uma alta concentração de substratos no fim da alimentação e uma baixa concentração antes da fase de sedimentação, resultando em baixas taxas de alimento / microorganismo, levando portanto, a biofloculação e baixas produções de gás durante a sedimentação.
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Tratamento de esgoto doméstico em reatores sequenciais em batelada anaeróbios (RSBAn)Pescador, Fernanda Santos January 2001 (has links)
Este trabalho relata os resultados de um experimento realizado em duas etapas distintas. Na primeira com duração de 5 meses foram operados 4 Reatores Seqüenciais em Batelada Anaeróbios (RSBAn) com diferentes relações entre altura e diâmetro. Todos eles obedeceram a um Tempo de Detenção Hidráulica (TDH) de 20 horas, perfazendo 2 ciclos diários de 12 horas cada um. Na segunda etapa, desta vez com 6 meses de operação, três RSBAn com geometrias idênticas foram operados com diferentes TDH de 7, 10 e 13 horas perfazendo 6, 4 e 3 ciclos diários de 4, 6, e 8 horas cada, respectivamente. Todos os experimentos foram feitos em escala de bancada, tratando esgoto sintético de características domésticas. Objetivou-se avaliar primeiramente, o efeito da configuração dos reatores relativamente as suas eficiências e depois avaliar as eficiências para diferentes TDH. Os resultados da primeira etapa demonstraram boas remoções de DQO e sólidos suspensos, em média 80 e 85% respectivamente, no efluente de todos os quatro reatores, com os melhores resultados ocorrendo nos que apresentaram menores relações altura / diâmetro. Observaram-se tempos de aclimatação da biomassa relativamente curtos para esta tecnologia em comparação a tecnologias anaeróbias tradicionais. Na segunda fase foram alcançadas boas eficiências para os TDH mais longos atingindo 85% de remoção de DQO. Mesmo assim, os reatores com menores TDH também se mostraram capazes de atingir em torno de 80% de eficiência. Observou-se que curtos tempos de retenção hidráulicos apresentaram maiores quantidades de ácido propiônico podendo promover o acúmulo de produtos intermediários como ácidos graxos voláteis no interior dos reatores. Pelo comportamento dos perfis realizados nos reatores de ambas etapas, dos parâmetros DQO e produção de gás metano, confirmaram-se as vantagens teóricas mencionadas por pesquisadores desta nova tecnologia, onde afirmam que a característica fundamental dos RSBAn é apresentar uma alta concentração de substratos no fim da alimentação e uma baixa concentração antes da fase de sedimentação, resultando em baixas taxas de alimento / microorganismo, levando portanto, a biofloculação e baixas produções de gás durante a sedimentação.
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Análise de falha por colapso plástico em reatores de coque com abaulamentos no costadoHutchinson, Thomas William January 2005 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2013-07-16T02:52:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1
228092.pdf: 4922512 bytes, checksum: a6ea4244bed1b16ab1a7e71a3fb1fad1 (MD5) / O objetivo deste trabalho de pesquisa é desenvolver um procedimento de análise de abaulamentos existentes em costados de reatores de coque baseando-se na falha por colapso plástico devido ao carregamento mecânico atuando na região abaulada. São desenvolvidos modelos de elementos finitos utilizando o programa ANSYS® empregando dois tipos de elementos: casca de 4 nós e sólido paramétrico de 8 nós. A simulação consiste em incrementos seqüenciais nas dimensões de um abaulamento inicial, detectado por inspeção, existente em um reator de coque em operação em uma unidade da PETROBRAS. O incremento é estimado com base em duas medidas efetuadas neste mesmo ponto do tambor em épocas diferentes, considerando-se um crescimento constante por ciclo do abaulamento. A cada nova dimensão calculada para o abaulamento são executadas simulações no ANSYS® e obtidos os valores das deformações e tensões considerando-se as cargas de pressão e peso próprio do equipamento, os valores obtidos são comparados aos dos valores considerados admissíveis em um critério de falha estabelecido. É realizada ainda uma análise com relação às condições de flambagem comparando-se com os critérios de carga máxima compressiva do ASME e a teoria de cilindros submetidos a cargas axiais. Desta forma é estimado um tamanho considerado crítico para o abaulamento. De posse da taxa de incremento, das dimensões do abaulamento existente e deste tamanho crítico calculado é possível fazer-se uma previsão do tempo de campanha admissível para o reator com relação a este critério de falha. O assunto em questão é parte de um trabalho completo sobre modos de falhas em reatores de coque desenvolvido pelo centro de pesquisas da PETROBRAS - CENPES
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Tratamento de esgoto doméstico em reatores sequenciais em batelada anaeróbios (RSBAn)Pescador, Fernanda Santos January 2001 (has links)
Este trabalho relata os resultados de um experimento realizado em duas etapas distintas. Na primeira com duração de 5 meses foram operados 4 Reatores Seqüenciais em Batelada Anaeróbios (RSBAn) com diferentes relações entre altura e diâmetro. Todos eles obedeceram a um Tempo de Detenção Hidráulica (TDH) de 20 horas, perfazendo 2 ciclos diários de 12 horas cada um. Na segunda etapa, desta vez com 6 meses de operação, três RSBAn com geometrias idênticas foram operados com diferentes TDH de 7, 10 e 13 horas perfazendo 6, 4 e 3 ciclos diários de 4, 6, e 8 horas cada, respectivamente. Todos os experimentos foram feitos em escala de bancada, tratando esgoto sintético de características domésticas. Objetivou-se avaliar primeiramente, o efeito da configuração dos reatores relativamente as suas eficiências e depois avaliar as eficiências para diferentes TDH. Os resultados da primeira etapa demonstraram boas remoções de DQO e sólidos suspensos, em média 80 e 85% respectivamente, no efluente de todos os quatro reatores, com os melhores resultados ocorrendo nos que apresentaram menores relações altura / diâmetro. Observaram-se tempos de aclimatação da biomassa relativamente curtos para esta tecnologia em comparação a tecnologias anaeróbias tradicionais. Na segunda fase foram alcançadas boas eficiências para os TDH mais longos atingindo 85% de remoção de DQO. Mesmo assim, os reatores com menores TDH também se mostraram capazes de atingir em torno de 80% de eficiência. Observou-se que curtos tempos de retenção hidráulicos apresentaram maiores quantidades de ácido propiônico podendo promover o acúmulo de produtos intermediários como ácidos graxos voláteis no interior dos reatores. Pelo comportamento dos perfis realizados nos reatores de ambas etapas, dos parâmetros DQO e produção de gás metano, confirmaram-se as vantagens teóricas mencionadas por pesquisadores desta nova tecnologia, onde afirmam que a característica fundamental dos RSBAn é apresentar uma alta concentração de substratos no fim da alimentação e uma baixa concentração antes da fase de sedimentação, resultando em baixas taxas de alimento / microorganismo, levando portanto, a biofloculação e baixas produções de gás durante a sedimentação.
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Construção de um reator de oxidação em água supercrítica para destruição de resíduos farmacêuticosSouza, Vinícius Ricardo de 27 November 2015 (has links)
Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ceilândia, Programa de Pós-Graduação em Ciências e Tecnologia em Saúde, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-01-14T16:31:58Z
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2015_ViníciusRicardodeSouza.pdf: 3057540 bytes, checksum: e3d9c5cfe980e4fe7337bd213a4d4bd9 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-01-21T19:07:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1
2015_ViníciusRicardodeSouza.pdf: 3057540 bytes, checksum: e3d9c5cfe980e4fe7337bd213a4d4bd9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-21T19:07:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1
2015_ViníciusRicardodeSouza.pdf: 3057540 bytes, checksum: e3d9c5cfe980e4fe7337bd213a4d4bd9 (MD5) / Foi realizada neste trabalho a construção do reator de oxidação em água supercrítica, o ROASc V4.1, com o objetivo de tratar resíduos farmacêuticos modelos a partir de 12 compostos orgânicos das classes de fármacos, fenóis, fluoróforos e alcoóis; sendo utilizado peróxido de hidrogênio como agente oxidante. Técnicas espectrofotométricas nas regiões do ultravioleta, visível e infravermelho foram utilizadas para análises das concentrações residuais dos compostos por meio de curvas de calibração previamente construídas. No caso dos fármacos (paracetamol, ibuprofeno e ácido acetilsalicílico), frequentemente encontrados em águas superficiais, encontrou-se uma eficiência de destruição (ED) superior a 99,9 % em todos os ensaios experimentais. Nos casos da fluoresceína sódica e do L-triptofano, foram atingidas EDs superiores a 99,9999 %. Os ensaios envolvendo fenóis apresentaram EDs superiores a 99,9 % e concentrações residuais inferiores ao limite máximo estabelecido pela Resolução Conama 430/2011, de 0,5 ppm. Nos ensaios contendo isopropanol e terc-butanol, a quantidade de oxidante usada mostrou-se insuficiente. Também foi proposto no trabalho o desenvolvimento de uma técnica de eletrocoagulação de efluentes provenientes desses ensaios para remoção do íon Cr (VI), proveniente da liga metálica do reator. Em todos os ensaios realizados, a concentração residual deste íon foi inferior ao limite máximo estabelecido pela supracitada Resolução de 0,1 ppm. A utilização de técnicas analíticas mais sofisticadas podem comprovar que o ROASc V4.1 é capaz de destruir fármacos, por exemplo, a concentrações traço (ng.L-1), haja visto que na maioria das análises foram atingidos os limites de quantificação determinados estatisticamente por uma planilha eletrônica. Cálculos matemáticos semi-empíricos e testes supracitados demonstraram que o ROASc V4.1 é capaz de suportar pressões tão elevadas quanto 56,0 MPa a temperaturas de 430 oC, muito além do mínimo necessário para a produção de água supercrítica (374 oC; 22,1 MPa). O custo de fabricação do ROASc V4.1 foi muito baixo, em torno de US$ 2.000,00, se comparado com reatores comerciais do tipo que custam pelo menos US$ 40.000,00, o que torna o processo atrativo comercialmente. / The primary goal of this work was the construction of the supercritical water
oxidation reactor, the ROASc V4.1 for the treatment of pharmaceutical
wastewater models obtained from 12 organic drugs compounds as phenols,
alcohols and fluorophores; hydrogen peroxide being used as oxidizing agent.
Ultraviolet-visible and infrared spectrophotometric techniques were used for the
analysis of residual concentrations of the compounds using calibration curves
previously constructed and validated. In the case of drugs like acetominophen,
ibuprofen and acetylsalicylic acid, often found in surface water, was observed
destruction efficiency (DE) greater than 99.9 % in all experimental tests. In the
case of sodium fluorescein and L-tryptophan, they were hit DEs higher then
99.9999 %. The trials involving phenols showed higher DEs to 99.9 % and
residual concentrations below the maximum level set by CONAMA Resolution
430/2011, of 0.50 ppm. In tests containing isopropanol and tert-butanol, the
amount of oxidant used was insufficient. Other goal of this work consists in the
development of an electrocoagulation technique to treat effluent from these
tests for in other to removal of the ion Cr (VI) from the alloy of the reactor. In all
trials, the residual concentration of this ion was below the upper limit set by the
above-mentioned Resolution of 0.10 ppm. The use of a more sophisticated
analytical techniques can prove that the ROASc V4.1 is capable of destroying
drugs, for example, to subtherapeutic levels, as it was showed that most of the
analyzes have been hit the limits of quantification determined statistically by a
spreadsheet. Semi-empirical mathematical calculations showed that ROASc
V4.1 is able to resist high pressures as 56.0 MPa at temperatures of 430 °C far
beyond the minimum required for the production of supercritical water (374 °C;
22.1 MPa). The manufacturing cost of ROASc V4.1 was very low, was about
US$ 2,000.00, if compared to others commercial reactors available that cost at
least US$ 40,000.00, which makes the process commercially attractive.
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Desenvolvimento de um reator de carbonização pressurizada para resíduos agroindustriais / Development of a reactor of pressurized carbonization to residues agroindustrialGomes, Igor Alberto Silva 05 1900 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2011. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2012-02-27T15:57:19Z
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2011_IgorAlbertoSilvaGomes.pdf: 7539066 bytes, checksum: 27cf2b4d10c762532bb898932c027261 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2012-02-27T20:53:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1
2011_IgorAlbertoSilvaGomes.pdf: 7539066 bytes, checksum: 27cf2b4d10c762532bb898932c027261 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-02-27T20:53:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1
2011_IgorAlbertoSilvaGomes.pdf: 7539066 bytes, checksum: 27cf2b4d10c762532bb898932c027261 (MD5) / Esse trabalho de mestrado teve o objetivo de estudar o efeito do uso de altas pressões aplicadas ao processo de carbonização de biomassa em reator de leito fixo. Foram realizados testes a pressão atmosférica para comparação. Foram processados serragem de eucalipto, casca de pinhão-manso e casa de arroz. A variação mássica foi medida e registrada ao longo do tempo de reação com o aumento da temperatura de aquecimento.
Os experimentos foram realizados em um reator especialmente modificado para operar
pressurizado. As modificações consistiram da adaptação de uma entrada para a resistência
elétrica em cartucho como fonte de aquecimento, acoplamento de uma bóia salva-vidas que possibilitasse a flutuação do reator em um banho d’água e foi construindo um vaso com tampa para a contenção da biomassa e melhor distribuição do calor.
Antes dos experimentos com cargas de biomassa foi realizado um teste de aquecimento para verificar se o reator suportaria as temperaturas propostas nos ensaios. Também foi realizado um ensaio de flutuação para que, através do Principio de Arquimedes, o equipamento flutuasse
diminuindo o seu peso e tornando possível observar a variação mássica da biomassa durante o processo. As três biomassas processadas foram processadas em testes em pressão atmosférica e com taxa de aquecimento de 15 e 20ºC/min e tempo de residência de 55 minutos e três testes com
serragem de eucalipto submetido a pressões de 2, 5 e 7 bar, taxa de aquecimento de 15 e
20ºC/min e tempo de residência de 95 minutos.
Nos ensaios encontraram-se as médias das variações mássicas, de 300 g a 129 g, da serragem de eucalipto, 300 g a 123 g, da casca de pinhão-manso e, 300 g a 114 g, da casca de arroz, esses resultados foram em pressão atmosférica. Os experimentos realizados com serragem de eucalipto, em regimes de alta pr essão, obtiveram-se as médias das variações mássicas de 300g
a 150g com pressão de 2 bar, 350g a 164,85g com pressão de 5 bar e 400g a 181,20g com
pressão de 7 bar. Os rendimentos a pressão atmosférica ficaram na faixa de 38 a 43% de carvão vegetal e as carbonizações em regimes de alta pressão aumentaram o rendimento em 7% com pressão de 2 bar, de 4,1% com pressão 5 bar e de 2,3% com pressão de 7 bar. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This master research aimed to study the high pressure effect applied to biomass
carbonization in a fixed bed reactor. Eucalyptus sawdust, jatropha and rice husks were processed. Mass change was measured and logged during reaction time with heating
temperature increasing. Experiments were carried out in a specially modified reactor to operate with pressure. It was adapted an electrical heating system, an air container to keep the reactor up in the water, and a crucible with cover to keep the biomass sample with better heat distribution.
Before starting the experiments with biomass samples a heating test was performed to
check the reactor behavior at different temperatures. Also, a floating assay was done to apply the Archimedes Principle. The reactor with lower weight in water became possible to measure the mass variation during processing. The three biomass samples resulted in tests at normal pressure and 15 and 20ºC/min as a heating rate with residence time of 55 minutes. Another three tests with sawdust under pressure of 2, 5, and 7 bar, heating rate of 15 and 20ºC/min and residence time of 95 minutes. During atmospheric experiments the mass changed from 300 g to 129 g, for sawdust; from
300 g to 123 g, for jatropha rusks, and from 300 g to 114 g, for rice rusks. The experiments at higher pressures with sawdust presented the following mass changes; from 300 g to 150 g at 2 bar; from 350 g to 164,85 g at 5 bar; and from 400 g to 181,20 g at 7 bar. The charcoal yields at atmospheric pressure were in the range of 38 to 43%, and high pressure carbonization raised the yield in 7% at 2 bar; 4,1% at 5 bar; and 2,3% at 7 bar. ______________________________________________________________________________ RÉSUMÉ / Cette thèse de Master a eu le but d'étudier l'effet des hautes pressions appliquées au processus de carbonisation de la biomasse dans le réacteur à lit fixe. Les essais ont été effectués à la pression atmosphérique pour la comparaison. Pours les essais ont été traitées les sciures de bois
d’eucalyptus, l'écorce du jatropha curcas et du riz. La variation de la masse a été mesuré et enregistré tout au long du temps de réaction avec l’augmentaion de la température de chauffage. Les expériences ont été effectuées dans un réacteur spécialement modifiés pour fonctionner sous
pression du réacteur. Les modifications consistait de l'adaptation d'une entrée à la résistance électrique de la cartouche comme source de chaleur, accouplage d’une bouée de sauvetage pour permettre à la flottaison du réacteur dans un bain d'eau et pendant ce temps a été mis une casserole avec un couvercle pour contenir la biomasse et une meilleure répartition de la chaleur.
Avant les expériences avec des charges de la biomasse a été effectué un essai de chauffage pour vérifier si le réacteur résistérait à des températures proposées dans les tests. Un test de flottaison a
été également fait à travers le principe d'Archimède, avec l'équipement flottant tout en diminuant son poids et permettant d'observer la variation du contenu de la biomasse au cours du processus. Les trois traités de la biomasse ont été traitées dans les essais à la pression atmosphérique et avec une vitesse de chauffage de 15 et 20 º C / min et le temps de séjour de 55 minutes et trois essais avec de la sciure d’eucalyptus sous la pression de 2, 5 et 7 bar, vitesse de chauffage 15 et 20 ° C /
min et le temps de séjour de 95 minutes.
Dans les tests, ont été constaté les moyennes des variations de la masse de 300 g 129 g de sciure de bois d’eucalyptus, 300 g à 123 g, l'écorce de Jatropha, et 300 g à 114 g de l’écorce du riz, ces résultats ont été sous pression atmosphérique. Les expériences avec la sciure d’eucalyptus, dans les régimes à haute pression, on a obtenu les moyennes de variations de la masse de 300g à 150g avec une pression de 2 bars, l'350g 164,85 g avec une pression de 5 bars et 400g de 181,20 g à la pression 7 bar.
Les résultats à la pression atmosphérique était de l'ordre de 38 à 43% de charbon de bois et les carbonisations dans les régimes à haute pression a augmenté le résultats de 7% avec une pression de 2 bar, 4,1% avec 5 bars de pression et de 2,3 % avec une pression de 7 bar.
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