Estudo experimental do perfil axial de pressão a frio de um leito fluidizado circulante com distribuidor de ar

• Autor(a) principal: Pecete, Andrel de Souza
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/16272
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA; Calor - Transmissão; Dinâmica dos fluidos; Fluidização; Heat - Transmission; Fluid dynamics; Fluidization

Nas últimas três décadas, a tecnologia de leito fluidizado circulante tem ganho destaque como uma alternativa promissora para geração de calor e energia. As caldeiras e fornalhas que utilizam LFC conseguem combinar altas taxas transferência de calor e massa com mínimas emissões de SO2 e NOx, bem como excelentes rendimentos na conversão do combustível em calor. O sucesso de operações em caldeiras de LFC é dependente das características e natureza do combustível usado. No Brasil, estudos mais aprofundados sobre a operação destes sistemas são necessários visando, principalmente, o melhor aproveitamento das fontes energéticas de baixa qualidade atualmente disponíveis. Nesse sentido, a realização de estudos da fluidodinâmica em escoamento gás-sólido com diversas escalas de tamanho, geometrias e componentes internos, fazem-se imprescindíveis no avanço do desenvolvimento de reatores LFC. Unidades comerciais de caldeiras de LFC utilizam distribuidor de ar para manter as partículas combustíveis na região densa de queima, evitando o retorno do combustível para o fundo do reator sem o devido controle. Porém, em escala de laboratório ou em plantas piloto, o distribuidor é usualmente substituído por um dispositivo cônico, que pode trazer incertezas nas medições experimentais. Constatou-se a escassez de estudos realizados em unidades pilotos contendo um distribuidor de ar. Portanto, com o intuito de preencher essa lacuna, ensaios experimentais foram realizados, a fim de estudar os efeitos causados pela variação do tamanho de partícula, inventário de sólidos e velocidade de fluidização sobre o perfil de pressão axial na coluna riser, quando um distribuidor de ar tipo tuyere é inserido na sua base. Os experimentos seguiram a técnica de planejamento fatorial 23 completo em duplicata, sem e com distribuidor de ar, totalizando 32 experimentos. A discussão dos dados foi realizada com base na análise dos perfis axiais de pressão obtidos, análise de variância ANOVA e gráficos Pareto. Observou-se que, sem e com distribuidor, o inventário de sólidos tem a maior influência sobre a resposta ao nível de confiança de 95%, seguido do diâmetro da partícula e de alguns efeitos combinados. Adicionalmente, foi encontrado que o efeito da velocidade de fluidização é significativo apenas quando o distribuidor de ar não é utilizado. A análise estatística demonstrou, de modo geral, que o distribuidor de ar influencia de forma significativa na variação da queda de pressão axial na coluna de fluidização.