Estudo do arreste de particulas de FCC em leito fluidizado borbulhante
Paulo Roberto Tardin Junior
TESE
Português
T/UNICAMP T173e
Campinas, SP : [s.n.], 1997.
2v. : il.
Orientador: Leonardo Goldstein Jr
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica
Resumo: Nesta tese de doutorado, é estudado o arraste de particulas de FCC (fluid cracking cata/yst) de equilíbrio em um leito fluidizado borbulhante. Para tanto, foi construído um sistema experimental composto por uma coluna com 0,60 m de diâmetro interno e 5,0 m de altura, um ciclone Stairmand,...
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Resumo: Nesta tese de doutorado, é estudado o arraste de particulas de FCC (fluid cracking cata/yst) de equilíbrio em um leito fluidizado borbulhante. Para tanto, foi construído um sistema experimental composto por uma coluna com 0,60 m de diâmetro interno e 5,0 m de altura, um ciclone Stairmand, uma válvula de amostragem e um filtro manga. A coluna possui um topo móvel, o que possibilita a estimativa do fluxo de massa e da granulometria do FCC arrastado em várias alturas ao longo da freeboard, este último dado não disponível na literatura. Foi avaliada a influência da velocidade superficial de fluidização, que variou de 0.21 a 0,45 m/s, e da carga de sólidos, de 30 a 100 kg. Ainda não existem na literatura modelos mecanicistas para estimar o fluxo e a granulometria das partículas de FCC arrastadas ao longo da altura de um leito fluidizado borbulhante de grande porte, e que considerem o efeito de forças interparticulares. Um modelo mecanicista foi proposto com esta finalidade considerando este fenômeno e levando em conta a informação técnica e as constatações experimentais disponíveis, admitindo a ejeção vertical de partículas sólidas através da erupção de bolhas na superficie do leito denso e o cálculo da sua trajetória baseado na dinâmica das particulas. O modelo estima o fluxo de arraste e a granulometria dos sólidos em cada seção transversal ao longo dafreeboard. O programa de testes foi realizado para o melhor conhecimento da fenomenologia do processo e avaliar a validade do modelo. Os resultados experimentais mostram uma variação exponencial do fluxo de arraste total com a altura e com a velocidade de fluidização. Foi encontrado para a TDH -transport disengagement height -valores situados entre 2,08 e 3,13 m a partir da placa distribuidora, variando as velocidades de fluidização. A variação do inventário, de 30 a 100 kg, não afetou sensivelmente a granulometria das partículas. Confirmou-se a partir das análises
granulométricas que ocorreu aglomeração de partículas no leito denso e que as mesmas não sofreram segregação nem redução de tamanho significativa por atrito abrasivo ou fragmentação. O modelo reproduziu a tendência exponencial de decaimento do fluxo de arraste experimental e previu valores do fluxo de elutriação compatíveis com os obtidos experimentalmente, com desvios variando, em geral, de 0,85 a 43,76 %. Pelo fato de considerar a formação de aglomerados e estes parcialmente se desagregarem antes de poderem ser medidos experimentalmente, o modelo superestima o tamanho das partículas elutriadas, com desvios da ordem de 20,82
a 32,77% Ver menos
granulométricas que ocorreu aglomeração de partículas no leito denso e que as mesmas não sofreram segregação nem redução de tamanho significativa por atrito abrasivo ou fragmentação. O modelo reproduziu a tendência exponencial de decaimento do fluxo de arraste experimental e previu valores do fluxo de elutriação compatíveis com os obtidos experimentalmente, com desvios variando, em geral, de 0,85 a 43,76 %. Pelo fato de considerar a formação de aglomerados e estes parcialmente se desagregarem antes de poderem ser medidos experimentalmente, o modelo superestima o tamanho das partículas elutriadas, com desvios da ordem de 20,82
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Abstract: This thesis examines the entrainment of FCC (fluid cracking catalyst) particles in a bubbling tluidized bed (BFB). An experimental setup was designed and built, made up of a 0.60 m inner diameter, 5.0 m height column, a Stairmand cyclone, a sample valve and a movable canical top, in order...
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Abstract: This thesis examines the entrainment of FCC (fluid cracking catalyst) particles in a bubbling tluidized bed (BFB). An experimental setup was designed and built, made up of a 0.60 m inner diameter, 5.0 m height column, a Stairmand cyclone, a sample valve and a movable canical top, in order ta measure the entrainment mass nux as well as the size distribution of the FCC particles at several levels along the freeboard, this last information not found in the literature. The influence af superficial gas velocity, ranging from 0.21 to 0.45 m/s, and solids loading, from 30 to 100 kg, was evaluated. So far there are no models to evaluate the entrainment flux and size distribution of the FCC particles along the freeboard for large BFB's taking into consideration particle agglomeration due to interparticle forces. A model was proposed to account for this phenomenon based on the available information, considering vertical ejection af particles due to bubble eruption on the bed surface and their trajectories determination by Newton's second law. The test program was performed to learn about the phenomenon and to check modeI validation. According to the experiments, the entrainment flux show an exponential dependence on both the freeboard height and superficial gas velocity. The TDH (transport disengagement height) was found ranging ftom 2.08 to 3.13 m, from the distributor plate, depending on the superficial gas velocity. Solids loading between 30 to 100 kg did not sensibly affect the entrained particles size distribution. The size distribution analysis employing dry sieving and Malvem revealed that particles agglomeration happened only in the dense bed and that neither segregation nor size reduction due to attrition andlor fragmentation occurred. The model reproduced the exponential decay trend of the entrainment flux and, in general, estimated particles elutriation fluxes within a mean deviation of 15.82 % and a maximum equal to 43.76 % to those obtained experimentally. The model considered particles agglomeration, that can not be entirely detected by the experimental device, because the agglomeration partially disintegrate before being measured; as a consequence the model overestimated the size ofthe elutriated particles, with deviations ranging from 20.82 to 32.77 %
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Goldstein Junior, Leonardo, 1943-2015
Orientador
Kieckbusch, Theo Guenter, 1942-2021
Avaliador
Milioli, Fernando Eduardo
Avaliador
Franca, Fernando de Almeida, 1952-2014
Avaliador
Ismail, Kamal Abdel Radi, 1940-
Avaliador
Estudo do arreste de particulas de FCC em leito fluidizado borbulhante
Paulo Roberto Tardin Junior
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