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Título: Estudo de leito fluidizado circulante com fluxo de ar pulsante
Título(s) alternativo(s): Study of circulating fluidized bed with pulsating air flow
Autor(es): Santos, Lukas Bobato Daldim dos
Orientador(es): Parise, Maria Regina
Palavras-chave: Fluidização
Pressão
Gás
Combustão
Fluidization
Pressure
Gas
Combustion
Data do documento: 13-Jun-2019
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Ponta Grossa
Citação: SANTOS, Lukas Bobato Daldim dos. Estudo de leito fluidizado circulante com fluxo de ar pulsante. 2019. 56 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2019.
Resumo: Leito fluidizado circulante (LFC) tem sido utilizado em vários processos industriais, tais como, em combustão, gaseificação e pirólise. O LFC é composto principalmente pelo riser, ciclone, standpipe e válvula de recirculação de sólidos, como por exemplo a loop-seal. Esta válvula é dividida em duas câmaras, a de alimentação e a de reciclagem, que necessitam de aeração para a fluidização das partículas nessa região. Entretanto, o contato gás-sólido na válvula loop-seal às vezes não é efetivo. Por outro lado, ar pulsado tem sido amplamente utilizado para melhorar a qualidade da fluidização. Neste sentido, o objetivo do presente trabalho foi estudar o comportamento fluidodinâmico com a injeção de ar pulsado na câmara de alimentação e reciclagem e assim realizar a comparação dos resultados obtidos nos dois sistemas. Para esta finalidade, realizaram-se seis ensaios experimentais (sendo três na câmara de alimentação e três na câmara de reciclagem) utilizando fluxo contínuo, e frequência de pulsação de 1 Hz e 2 Hz para cada câmara estudada. O fluxo de ar pulsado foi controlado por uma válvula solenóide. O material utilizado para os ensaios foi areia de fundição, com diâmetro médio de Sauter de 183 μm e densidade aparente de 2712 kg m-3. Em todos os experimentos, o inventário de sólidos foi de 4 kg e a velocidade superficial do ar foi mantida em 4 m s-1. Os resultados obtidos mostraram que a adição de ar pulsado melhorou a fluidodinâmica na válvula loop-seal, necessitando menor quantidade de ar para a fluidização. Para as duas câmaras analisadas tornou-se possível trabalhar com taxas de aeração baixas, comprovando-se assim a eficiência da aplicação de ar pulsado na válvula loop-seal.
Abstract: Circulating fluidized bed (LFC) has been employed in several industrial processes, such as in combustion, gasification and pyrolysis. The LFC is mainly composed of riser, cyclone, standpipe and solid recirculation valve, such as loop-seal. This valve is divided into two chambers, the supply and recycle chambers, which require aeration for the fluidization of the particles in this region. However, the gas-solid contact in the loop-seal valve is sometimes not as effective. On the other hand, pulsed air has been widely used to improve fluidization quality. In this sense, the objective of the present work was to study the fluid dynamics behavior with the injection of pulsed air in the supply and recycling chamber and to compare the results obtained in the two systems. For this purpose, six experimental tests (three in the supply chamber and three in the recycling chamber) were performed using continuous flow, and pulse rate of 1 Hz and 2 Hz for each chamber studied. The pulsed air flow was controlled by a solenoid valve. The material used for the tests was casting sand, with an average diameter Sauter of 183 μm and an apparent density of 2712 kg m-3. In all experiments, the solids inventory was 4 kg and the surface air velocity was maintained at 4 m s-1. The results showed that the addition of pulsed air improved the hydrodynamics in the loop-seal valve, requiring less amount of air for the fluidization. For the two analyzed chambers it became possible to work with low aeration rates, thus proving the efficiency of the application of pulsed air to the loop-seal valve.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/16500
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