Efeito da velocidade de fluidização e do inventário de sólidos no perfil de pressão de uma válvula loop-seal acoplada a um sistema de leito fluidizado circulante

• Autor(a) principal: Ratti, Gustavo Baggio
• Data de Publicação: 2015
• 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/1/16342
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA; Fluidização - Velocidade; Válvulas; Engenharia mecânica; Fluidization - Speed; Valves; Mechanical engineering

Válvulas do tipo loop-seal são dispositivos utilizados na reciclagem de sólidos em sistemas de leito fluidizado circulante. Esta válvulas são ausentes de partes móveis e acionadas pela injeção de ar (aeração) em locais apropriados, regulando a taxa de recirculação externa de sólidos a valores requeridos para uma operação estável do sistema de fluidização. As válvulas tipo loop-seal são acopladas a sistemas de leito fluidizado circulante (LFC) e usadas para a geração de energia térmica em processos de combustão e gaseificação e em aplicações da indústria petroquímica. As características fluidodinâmicas do contato gás-sólido na válvula loop-seal e no sistema em geral dependem das condições operacionais impostas ao circuito de fluidização. Tendo em vista a importância que representa a válvula de recirculação de sólidos para um sistema de LFC, este trabalho estudou o efeito produzido pela variância da velocidade de fluidização de do inventário de sólidos do leito sobre o comportamento da pressão estática do escoamento gás-sólido no riser e no interior da válvula de reciclagem. Os ensaios experimentais seguiram um planejamento fatorial 2² com três repetições, totalizando 12 testes experimentais, alterando a velocidade de fluidização entre 3,5 e 4,5 m/s e o inventário de sólidos entre 3,5 e 5 kg, utilizando em todos os testes, partículas de areia quartzosa com 180 μm de diâmetro médio e taxa de aeração fixa no valor de 0,4 Nm³/h. A discussão dos dados foi realizada com base na análise dos perfis axiais e quedas de pressão obtidas, em análise de variância ANOVA e gráficos Pareto. Os resultados mostraram que nos componentes do riser, ciclone, standpipe e câmara de reciclagem o inventário de sólidos apresentou significância da variação da pressão com efeito, diretamente proporcional. A velocidade de fluidização apresentou influência significativa no ciclone e standpipe também com efeito diretamente proporcional. Adicionalmente, nenhum dos dois parâmetros analisados influenciou significativamente na câmara de alimentação e, bem como também não influenciou a altura da passagem horizontal da válvula. Na câmara de alimentação foi observada uma região de estagnação, sugerindo a possibilidade de melhoria na geometria da válvula loop-seal. Adicionalmente, foi observado nos experimentos um caminho preferencial de escoamento gás-sólido na válvula de recirculação, como esperado para o caso de apenas aeração da câmara de reciclagem.