Influência do tipo de distribuidor na fluidodinâmica de uma mistura biomassa-areia em leito fluidizado

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Balestieri, Fernando Manente Perrella
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Leito fluidizado borbulhante.; Biomassa.; Casca de arroz.; Distribuidor.; Índice de mistura.; Leito fluidizado (Pirometalurgia); Materiais granulados; Bubbling fluidized bed; Biomass; Rice husk; Mixing index
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/183623

O leito fluidizado é um sistema que é utilizado na indústria para diversos tipos de aplicações, variando desde craqueamento de petróleo e processamento de materiais como silício e urânio até secagem de grãos. Dentre esses diversos processos, o leito fluidizado também pode ser aplicado em processos termoquímicos como combustão e gaseificação de biomassa, apresentando vantagens como alta eficiência, perfil térmico homogêneo, além de flexibilidade de combustível. No entanto, o uso da biomassa no leito ainda gera algumas dificuldades, principalmente para partículas como a casca de arroz, que não fluidizam tão facilmente. Para contornar esse problema, normalmente é acrescentado um material inerte e barato como a areia. Essa mistura binária de biomassa e inerte pode gerar outros problemas, como segregação do material particulado, caminhos preferenciais do gás e pontos de estagnação, o que reduz consideravelmente a eficiência do sistema. Portanto, passa a ser importante entender como os diferentes parâmetros existentes no leito influenciam no comportamento dessa mistura para conseguir evitar esses problemas. Nesse trabalho foi feito uma análise comparativa avaliando 3 fatores: tipo de placa distribuidora (perfurada e com injetores tuyere), responsável por injetar o gás de fluidização no leito, a granulometria do material inerte (675 e 325 μm) e porcentagem de casca de arroz (1% até 10% da massa total). Esses fatores foram alterados separadamente para explorar a influência que eles causam no nível de mistura do leito entre os dois particulados (índice de mistura) assim como na velocidade de mínima fluidização e na expansão do leito. Também foram feitos experimentos para obter o comportamento térmico do material particulado para a combustão e gaseificação, relacionando esses dados com os obtidos no leito. Os resultados indicam que a placa com injetores gera uma maior queda de pressão, mas diminui os pontos de estagnação e melhora o nível de mistura do leito se comparado com a placa perfurada. O aumento da granulometria e da proporção de casca de arroz pioram a fluidização, geram canais preferenciais e aumentam a velocidade de mínima fluidização. A expansão do leito parece ser mais influenciada pela proporção de casca. O comportamento térmico da casca de arroz e da mistura casca/areia tiveram comportamentos diferentes, indicando que areia tem a função de não apenas auxiliar na fluidização, mas de reduzir a temperatura de funcionamento do leito em um processo de gaseificação.