Análise experimental e numérica do escoamento ar- areia- compósito PEBD/Al em leito fluidizado
Nome: THAÍS MAGNAGO FREITAS
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 15/12/2015
Orientador:
Nome |
Papel |
|---|---|
| MARCELO SILVEIRA BACELOS | Orientador |
Banca:
| Nome |
Papel |
|---|---|
| DANIEL DA CUNHA RIBEIRO | Coorientador |
| LEONARDO DA SILVA ARRIECHE | Examinador Interno |
| MARCELO SILVEIRA BACELOS | Orientador |
| RENATO DO NASCIMENTO SIQUEIRA | Examinador Externo |
Resumo: No contexto atual em que é visado o máximo aproveitamento energético em rotas de recuperação de resíduos sólidos, a pirólise é uma técnica promissora. No âmbito dos resíduos cartonados, esta tecnologia é a única que permite recuperação do alumínio. Em larga escala de produção, o reator de leito fluidizado é uma alternativa apropriada de sistema de contato gás-sólido para pirólise rápida de compósito polietileno-alumínio (PEBD/Al). Entretanto, ainda é necessário uma maior compreensão da fluidodinâmica do leito fluidizado composto por estas partículas. Assim, este estudo tem como objetivo analisar a fluidodinâmica de partículas de compósito polietileno-alumínio (ρs = 1039 kg/m³, ds = 550 μm) e de areia (ρs = 2567 kg/m³, ds = 550 μm) em leito fluidizado de maneira a contribuir com a aplicação deste equipamento como um reator de pirólise de compósito de resíduos cartonados. Para tanto, ensaios fluidodinâmicos são realizados para obtenção de dados experimentais de queda de pressão no leito como uma função da velocidade do ar na coluna. Medições de altura do leito são efetuadas para o cálculo da porosidade. O escoamento multifásico é analisado através da técnica da fluidodinâmica computacional usando uma abordagem Euleriana-Granular. A velocidade mínima de fluidização é obtida através da curva característica experimental e por equações advindas na literatura. Seu valor decresce à medida que a fração de compósito aumenta, apresentando valores experimentais de 0,32; 0,30; 0,28; 0,24; 0,22 e 0,13 m/s, para os sistemas compostos por areia, mistura 1 (95% areia), mistura 2 (90% areia), mistura 3 (80% areia), mistura 4 (70% areia) e compósito, respectivamente. Nas condições operacionais utilizadas, os regimes de escoamentos presentes na fluidização de partículas de compósito e areia são: leito fixo, fluidizado borbulhante e fluidizado pulsado. Para o leito operando com misturas de compósito e areia, a segregação é indesejável e ocorre somente para baixas velocidades de escoamento de ar. O modelo de arraste de Syamlal-OBrien (1989) parametrizado representou, de maneira satisfatória, o escoamento de partículas de compósito e areia no leito fluidizado em estudo. A investigação da fluidodinâmica de misturas de polietileno-alumínio e areia em leito fluidizado é uma etapa fundamental para determinação da razão entre estes componentes e das condições operacionais ótimas a serem utilizadas na pirólise destes resíduos.
