fevereiro 2015 vol. 1 num. 2 - XX Congresso Brasileiro de Engenharia Química

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VALIDAÇÃO EXPERIMENTAL DE SIMULAÇÕES CFD DE UM LEITO FLUIDIZADO CIRCULANTE GÁS-SÓLIDO TIPO RISER

LIMA FILHO, H. J. B. de ; BRITO, M. F. P. de; BENACHOUR, M.; SANTOS, V. A.; DANTAS, C. C.;

Artigo:

O presente trabalho propõe uma modelagem tridimensional do escoamento ascendente das fases fluida e particulada de um riser, em uma unidade piloto à frio (UPF), semelhante à um leito fluidizado circulante (CFB), por meio da aplicação da fluidodinâmica computacional (CFD). Reatores tipo CFB são amplamente utilizados em processo de FCC (craqueamento catalítico fluido) na industria do refino de petróleo, sobretudo em petróleos pesados de cadeia longa. O riser é o local onde ocorrem as reações que dão origem aos produtos de alto valor agregado, e seu desepenho dependente das características hidrodinâmicas do leito. Estudou-se diferentes condições de fluxo mássico de catalisador e velocidade superficial do gás em um riser construído em material transparente, com 5.64 m de altura e 0.092 m de diâmetro. Os resultados das simulações foram comparados com os dados experimentais de velocidade e fração volumétrica de sólidos, obtidos a partir métodos não-invasivos, por meio de transmissão de radiação gama. As medidas experimentais foram realizadas ao longo de diferentes posições axiais na UPF. As frações volumétricas e velocidade do catalisador foram obtidas em seções de teste que possuem fontes de amerício (Am-241) e detector blindados, posicionadas axialmente à 0.650, 1.384 e 3.424 metros. O detector utilizado foi um cintilador de NaI(Tl) de 2” x 2”. A modelagem foi capaz de prever e representar as principais características do escoamento em regime de fluidização rápida.

Artigo:

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/chemeng-cobeq2014-0255-26315-157415

Referências bibliográficas
  • [1] ANDREUX, R.; PETIT, G.; HEMATI, M.; SIMONIN, O. Hydrodynamic and solid residence time distribution in a circulating fluidized bed: Experimental and 3D computational study. Chem. Eng. Process.v.47, p.463-473, 2007.
  • [2] DANTAS, C. C.; SANTOS, V. A. ; LIMA, E. A. O. ; MELO, S. B., Measurements of Catalyst Concentration in the Riser of a FCC Cold Model by Gamma Ray Transmission. In: P. Ciarlini; E. Filipe; A. B. Forbes; F. Pavese; C. Perruchet; B. R. L. Siebert. (Org.). Advanced Mathematical and Computational Tools in Metrology VII. VII ed. Singapore: World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd. v. 72, p. 284-288, 2006.
  • [3] FARAH, M. A. Petróleo e Seus Derivados. Rio de Janeiro: LTC, 2012.
  • [4] GAYFIN, P.; DIEGO, L. F.; ADFINEZ, J. Radial gas mixing in a fast fluidized bed. Powder Technology, v.94, p.163-171, 1997.
  • [5] GIDASPOW, D. Multiphase Flowand Fluidization: Continuum and Kinetic Theory Description. Boston: Academic Press, 1994.
  • [6] GUPTA, A.; RAO, D. S. Effect of feed atomization on FCC performance: simulation of entire unit. Chemical Engineering Science, v.58. p.4567-4579, 2003.
  • [7] HUILIN, L.; GIGASPOW, D.; BOUILLARD, J.; WENTIE, L. Hydrodynamic simulation of gas-solid flow in a riser using kinetic theory of granular flow, Chem. Eng. J. v.95, p.1-13, 2003.
  • [8] MALCUS, S.; CHAPLIN, G.; PUSLEY, T. The hydrodynamics of the high-density bottom zone in a CFB riser analyzed by means of electrical capacitance tomography (ECT), Chemical Engineering Science, v.55, p.4129–4138, 2000.
  • [9] NERI, A.; GIDASPOW, D. Riser hydrodynamics: simulation using kinetic theory. AIChE J. v.46, p.52-67, 2000.
  • [10] STERNEUS, J.; JOHNSSON, F.; LECKNER, B. Gas mixing in circulating fluidized-bed risers. Chemical Engineering Science, v.55, p.129-148, 2000.
  • [11] SUBRAMANYA, V.; SAKET, L; VIVEK, V. Modeling of vaporization and cracking of liquid oil injected in a gas–solid riser. Chemical Engineering Science, v.60, p.6049-6066, 2005.
  • [12] SUN, B.; GIDASPOW, D. Computation of circulating fluidized-bed riser flowfor the fluidization, VIII benchmark test, Ind. Eng. Chem. Res. v.38, p.787-792, 1999.
  • [13] YANG, N.;WANG, W.;GE, W.; LI, J. CFD simulation of concurrent-up gas–solid flow in circulating fluidized beds with structure-dependent drag coefficient. Chem. Eng. J. v.96, p.71-80, 2003.
  • [14] YANG, N.;WANG, W.;GE, W.; LI, J. Simulation of heterogeneous structure in a circulating fluidized-bed riser by combining the two-fluid model with the EMMS approach. Ind. Eng. Chem. Res. v.43, p.5548–5561, 2004.
Como citar:

LIMA FILHO, H. J. B. de ; BRITO, M. F. P. de; BENACHOUR, M.; SANTOS, V. A.; DANTAS, C. C.; "VALIDAÇÃO EXPERIMENTAL DE SIMULAÇÕES CFD DE UM LEITO FLUIDIZADO CIRCULANTE GÁS-SÓLIDO TIPO RISER", p. 5290-5297 . In: Anais do XX Congresso Brasileiro de Engenharia Química - COBEQ 2014 [= Blucher Chemical Engineering Proceedings, v.1, n.2]. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 2359-1757, DOI 10.5151/chemeng-cobeq2014-0255-26315-157415

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