Tratamento de efluentes da indústria de petróleo via membranas cerâmicas - modelagem e simulação.

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: CUNHA, Acto de Lima.
• Orientador(a): FARIAS NETO, Severino Rodrigues de. , LIMA, Antônio Gilson Barbosa de.
• Banca de defesa: VIEIRA, Fernando Fernandes., OLIVEIRA, Laécio Gomes de., FRANÇA, Kleper borges., SILVA, José Nilson.
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande
• Programa de Pós-Graduação: PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PROCESSOS
• Departamento: Centro de Ciências e Tecnologia - CCT
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Simulação Numérica – Engenharia de Processos; Escoamento turbulento; Separação Água/Óleo; Polarização por Concentração; Tratamento de efluentes - industria de petróleo; Membranas cerâmicas; Turbulent flow; Separation water/oil; effluent treatment - petroleum industry
• Área do conhecimento CNPq: Engenharia de Processos.
• Link de acesso: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/474

Um dos principais problemas associados aos processos de separação por membranas é a queda de fluxo de permeado, o que limita a aplicação do processo nos setores alimentícios, farmacêuticos, biotecnológicos, tratamento de águas industriais e abastecimento, devido ao aumento da concentração de componentes na membrana, denominado polarização por concentração. Uma quantificação da polarização por concentração em função das condições do processo e a quantidade de água de alimentação do sistema é necessário para estimar o desempenho do sistema de forma satisfatória. A busca por novas alternativas visando manter o fluxo de permeado constante foi à principal motivação deste trabalho, sendo avaliada a forma geométrica do módulo de separação, a distribuição das membranas no interior do módulo e parâmetros operacionais como a vazão de alimentação, viscosidade dinâmica da mistura e permeabilidade do meio poroso. Neste sentido, o estudo numérico do processo de separação água/óleo via membranas porosas foi realizado com auxílio do software comercial ANSYS CFX® Release 12.0. Um modelo matemático em regime permanente, aplicado a um fluido incompressível, escoando em regime laminar e/ou turbulento no interior de módulos de filtração foi proposto. Os resultados numéricos mostraram que o modelo matemático utilizado foi capaz de prevê a formação e crescimento da camada limite de concentração (polarização por concentração) ao longo do comprimento das membranas cerâmicas tubulares. A formação da polarização por concentração mostrou-se influenciada pelo comportamento hidrodinâmico do escoamento, forma geométrica do módulo de separação e propriedades da mistura e do meio poroso, como a viscosidade e permeabilidade, respectivamente. O modelo verificou em regime de escoamento turbulento um favorecimento da transferência de massa e uma dispersão da camada limite de concentração.