Investigações sobre a secagem de particulas de xisto
Paulo Sergio da Silva Porto
TESE
Português
(Broch.)
T/UNICAMP P838i
[Investigations on drying of oil shale particles]
Campinas, SP : [s.n.], 2005.
183p. : il.
Orientador: Antonio Carlos Luz Lisboa
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica
Resumo: Xisto pirobetuminoso é uma rocha sedimentar que contém querogênio, um material orgânico que se encontra disseminado em sua estrutura mineral. O querogênio é extraído por aquecimento a altas temperaturas, em reatores conhecidos como retortas, 1iberando óleo e gás. Este óleo quando refinado...
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Resumo: Xisto pirobetuminoso é uma rocha sedimentar que contém querogênio, um material orgânico que se encontra disseminado em sua estrutura mineral. O querogênio é extraído por aquecimento a altas temperaturas, em reatores conhecidos como retortas, 1iberando óleo e gás. Este óleo quando refinado produz destilados com as mesmas características encontradas nos de petróleo, sendo considerado uma fonte de energia alternativa. A existência de umidade no xisto na entrada do reator gera uma zona de secagem influenciando na redução da temperatura dos gases e diminuição da eficiência da retorta. O objetivo deste trabalho é investigar a perda de umidade durante a secagem de partículas de xisto, visando conhecer os mecanismos envolvidos. Para obter o perfil de umidade ao longo do tempo foram utilizadas partículas classificadas em três diferentes lotes quanto ao diâmetro médio de partícula (dp): partículas individuais do Lote A (dp = 80 mm e dp = 60 mm); partículas do Lote B que subdivide-se em quatro sublotes (~ = 5,3 mm, dp = 3 mm, dp = 1,5 mm e dp = 0,85 mm) e partículas do Lote C (dp < 0,074 mm). Os experimentos de secagem foram realizados em diversos secadores: partículas do Lote A secas em estufa com circulação de ar a 60°C e 90°C; partículas do Lote B secas em bandeja termogravimétrica a 40°C, 60 °c, 80°C e 100°C e em leito de jorro e leito fluidizado a 50°C e 70°C; partículas do Lote C secas em um analisador termogravimétrico, cujas temperaturas iniciais de 20°C variaram ao longo do tempo até atingir valores máximos de 40 °C, 70°C e 100°C. Exceto os experimentos realizados no ana1isador termogravimétrico, em todos os demais a temperatura foi mantida constante. Utilizou-se o modelo matemático de difusão de Fick, considerando geometrias uni e tri-dimensionais. Na solução destes modelos foram desenvolvidos programas em linguagem Fortran para descrever a variação de umidade das partículas de xisto ao longo do tempo e da posição, levando-se em conta a geometria da partícula e a temperatura do ar de secagem (constante ou variável). Os resultados preditos pelos modelos foram comparados com os experimentais apresentando boa concordância. Estes modelos podem contribuir na estimativa de parâmetros desconhecidos do processo. Quanto ao leito em jorro e leito fiuidizado, verificou-se que são técnicas adeqüadas para a secagem de xisto
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Abstract: Oil shale is a sedimentary rock which contains kerogen, an organic matter scattered througout a mineral matrix. Kerogen is extracted by pyrolysis at high temperatures in reactors known as retorts producing oil and gas. The oil, when refined, produces distillates with the same...
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Abstract: Oil shale is a sedimentary rock which contains kerogen, an organic matter scattered througout a mineral matrix. Kerogen is extracted by pyrolysis at high temperatures in reactors known as retorts producing oil and gas. The oil, when refined, produces distillates with the same characteristics as petroleum. Oil shale is considered an alternative energy source to petroleum. At the top of a moving bed retort oil shale moisture vaporization consumes energy, thereby reducing the retort efficiency. Oil shale drying has been investigated to optimize pyrolysis. The objective of this work was to investigate the moisture loss during oil shale particles drying to know the mechanisms involved. In order to obtain the moisture profile with time particles classified in three different categories
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ere used: Batch A individual particles (dp = 80 mm and 60 mm); Batch B particles, with four sets (dp = 5,3 mm, dp = 3 mm, dp = 1,5 mm and dp = 0,85 mm) and Batch C particles (dp < 0,074 mm). The drying was carried out in different dryers: Batch A particles were dried in an oven at 60°C and 90°C;...
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ere used: Batch A individual particles (dp = 80 mm and 60 mm); Batch B particles, with four sets (dp = 5,3 mm, dp = 3 mm, dp = 1,5 mm and dp = 0,85 mm) and Batch C particles (dp < 0,074 mm). The drying was carried out in different dryers: Batch A particles were dried in an oven at 60°C and 90°C; Batch B particles were dried in a thermogravimetric balance at 40°C, 60 °c, 80°C and 100°C; and in spouted bed and fluidized bed at 50°C and 70°C. Batch C particles were dried in a thermogravimetric analyzer, in which temperatures varied with time rising from 20°C up to 40°C, 70 °c and 100°C. The diffusion mathematical model of Fick was used, considering one and tri-dimensional geometries. In the solution of these models, Fortran language programs were developed to describe oil shale particle moisture content along time and position inside the partic1es, considering particle geometry and air temperature (constant or variable). Results predicted by models were compared with experimental results showing good agreement. The models may contribute to estimate unknown parameters of the drying processo Both spouted bed and fluidized bed are gas-solid contacting techniques adequate to dry oil shale
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Lisbôa, Antônio Carlos Luz, 1954-
Orientador
Martignoni, Waldir Pedro
Avaliador
Pinto, Luiz Antonio de Almeida
Avaliador
Freitas, Luiz Alexandre Pedro de
Avaliador
Rocha, Sandra Cristina dos Santos, 1957-
Avaliador
Investigações sobre a secagem de particulas de xisto
Paulo Sergio da Silva Porto
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Paulo Sergio da Silva Porto
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