Estudo de recheio estruturado: determinação dos parâmetros de transferência de massa e aplicação à absorção de NOx.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 1999 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
Texto Completo: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-01022023-090141/ |
Resumo: | O objetivo deste trabalho foi o de caracterizar o recheio estuturado Optiflow C36, fabricado pela Sulzer Chemtech, através da determinação e da avaliação dos principais parâmetros de transferência de massa: área efetiva e coeficientes de transferência de massa das fases gasosa e líquida. Com este objetivo, construiu-se um equipamento constituído de duas colunas em escala piloto, sendo uma recheada com o Optiflow e a outra com um recheio randômico (anéis Pall de 16mm em polipropileno). Para a determinação experimental da área efetiva de transferência de massa, empregou-se a absorção de \'C\'\'O IND.2\' diluído em ar, em solução aquosa de hidróxido de sódio. Os ensaios foram realizados em regime transitório, com reciclo da fase líquida, proporcionando menores custos operacionais e maior precisão na determinação. Tal procedimento é distinto do usual na literatura e exigiu a elaboração de um modelo matemático para o cálculo da área efetiva de transferência de massa. Os coeficientes volumétricos de transferência de massa das fases líquida e gasosa foram determinados, respectivamente, pela dessorção de \'C\'\'O IND.2\' dissolvido em água por corrente de ar e absorção de \'S\'\'O IND.2\' diluído em ar em solução aquosa de hidróxido de sódio. Os resultados experimentais obtidos para diferentes velocidades de gás e líquido foram expressos em termos dos adimensionais típicos de transferência de massa. Para o coeficiente da fase líquida,propõe-se uma nova correlação, obtida a partir de modelo de turbulência de Levich (1962) sobre escoamento de filmes líquidos em regime turbulento. Como estudo de caso, considerou-se a absorção de NOx em soluções aquosas com hidróxido de sódio e peróxido de hidrogênio. O estudo compreendeu a obtenção de dados experimentais e simulação matemática, a partir de modelos de absorção com reação. (continua) Os resultados experimentais são, também, analisados a partir da estimativa de escalas de tempo de reação/difusão para as fases gasosa e líquida. |
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Estudo de recheio estruturado: determinação dos parâmetros de transferência de massa e aplicação à absorção de NOx.Study of structured packing: determination of mass transfer parameters and application in NOx absorptionAbsorçãoAbsorptionEngenharia químicaMass transferNOxNOxRecheio estruturadoStructured packingTransferência de massaO objetivo deste trabalho foi o de caracterizar o recheio estuturado Optiflow C36, fabricado pela Sulzer Chemtech, através da determinação e da avaliação dos principais parâmetros de transferência de massa: área efetiva e coeficientes de transferência de massa das fases gasosa e líquida. Com este objetivo, construiu-se um equipamento constituído de duas colunas em escala piloto, sendo uma recheada com o Optiflow e a outra com um recheio randômico (anéis Pall de 16mm em polipropileno). Para a determinação experimental da área efetiva de transferência de massa, empregou-se a absorção de \'C\'\'O IND.2\' diluído em ar, em solução aquosa de hidróxido de sódio. Os ensaios foram realizados em regime transitório, com reciclo da fase líquida, proporcionando menores custos operacionais e maior precisão na determinação. Tal procedimento é distinto do usual na literatura e exigiu a elaboração de um modelo matemático para o cálculo da área efetiva de transferência de massa. Os coeficientes volumétricos de transferência de massa das fases líquida e gasosa foram determinados, respectivamente, pela dessorção de \'C\'\'O IND.2\' dissolvido em água por corrente de ar e absorção de \'S\'\'O IND.2\' diluído em ar em solução aquosa de hidróxido de sódio. Os resultados experimentais obtidos para diferentes velocidades de gás e líquido foram expressos em termos dos adimensionais típicos de transferência de massa. Para o coeficiente da fase líquida,propõe-se uma nova correlação, obtida a partir de modelo de turbulência de Levich (1962) sobre escoamento de filmes líquidos em regime turbulento. Como estudo de caso, considerou-se a absorção de NOx em soluções aquosas com hidróxido de sódio e peróxido de hidrogênio. O estudo compreendeu a obtenção de dados experimentais e simulação matemática, a partir de modelos de absorção com reação. (continua) Os resultados experimentais são, também, analisados a partir da estimativa de escalas de tempo de reação/difusão para as fases gasosa e líquida.The objective of this work was to characterize the structured packing Optiflow C36, manufactured by Sulzer Chemtech, through the determination and evaluation of the main mass transfer parameters: effective mass transfer area, gas and liquid volumetric mass transfer coefficients. For this propose, a system of two pilot columns was built: one packed with Optiflow and the other with random packing (16 mm plastic Pall rings). The absorption of carbon dioxide into sodium hydroxide solutions was used for determination of effective mass transfer area. The experiments were carried out in transient regime, with recycle of liquid phase, accomplishing lower operational costs and high accuracy for the determination. This procedure is different from those usually described in the literature and require the devising of a mathematical model for the calculations of the effective mass transfer area. The gas and liquid volumetric mass transfer coefficients were determined respectively by the sulfur dioxide absorption in air into a solution of sodium hydroxide and desorption of carbon dioxide from water in air. The experimental results obtained for different gas and liquid velocities were expressed as typical dimensionless mass transfer numbers. A new correlation was proposed for the liquid mass transfer coefficient obtained from the Levichs turbulence model for the flow of liquid films. The NOx absorption was taken as a case study. It consisted of the gathering of experimental data and mathematical simulation using models of absorption with chemical reaction. The experimental data were also analised of reaction/diffusion time scales for gas and liquid phases.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPKachan, George CuryPaiva, José Luis de1999-08-05info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-01022023-090141/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2023-02-01T11:05:16Zoai:teses.usp.br:tde-01022023-090141Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212023-02-01T11:05:16Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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