EVARISTO CHALBAUD BISCAIA

Apresentação em tema: "EVARISTO CHALBAUD BISCAIA"— Transcrição da apresentação:

1 EVARISTO CHALBAUD BISCAIA
Modelagem do processo de remoção de mercúrio elementar de correntes gasosas utilizando hidroxiapatitas modificadas com sulfeto de cobre como adsorventes CARLA LUCIANE MANSKE CAMARGO PROFESSORES: ARGIMIRO RESENDE SECCHI EVARISTO CHALBAUD BISCAIA RIO DE JANEIRO, DEZEMBRO DE 2013

2 Adsorventes regeneráveis Adsorventes com fixação
INTRODUÇÃO ADSORÇÃO Adsorventes regeneráveis Adsorventes com fixação Grandes quantidades processadas Baixas concentrações Presença de Hg: variabilidade espacial e temporal Afeta estruturas e equipamentos Exposição ocupacional Poluente amplamente difundido no meio ambiente ADSORVENTE DESENVOLVIDO PELO GRIFIT: HAp-CuS Fixação comprovada em testes de lixiviação e estabilidade térmica (Salim e Resende, 2011); Presença de S e estrutura da matriz sólida; Dificuldades relacionadas à remoção de Hg em baixas concentrações. Gás natural

3 UNIDADE EXPERIMENTAL Filtro Adsorvente Lavador de gases T=cte Entrada
Saída T=cte REATOR ANALISADOR SATURADOR Leito de Mercúrio (Hg0) Gás de arraste (N2) Dados Experimentais

4 MODELAGEM-MESTRADO q C q qRp r HAp-CuS-Hg Hg0 Hg0 Hg0 Hg0 Hg* Hg0 Hg0
REATOR DE LEITO FIXO q C ADSORÇÃO Hg0 Hg0 DIFUSÃO q r Rp - Rp qRp Hg0 Hg0 Hg* Hg0 REAÇÃO QUÍMICA Hg0 HAp-CuS-Hg

5 NOVA MODELAGEM C q Cp C Cp S REATOR DE LEITO FIXO DIFUSÃO ADSORÇÃO
REAÇÃO QUÍMICA Cp S

6 NOVA MODELAGEM BALANÇO MACROSCÓPICO CC (Z=0) CC (Z=L)
(5) (2) BALANÇO MACROSCÓPICO CC (Z=0) CC (Z=L) BALANÇO MICROSCÓPICO CI CC (r=Rp)

7 ADIMENSIONAMENTO CI CC

8 SOLUÇÃO NUMÉRICA COLOCAÇÃO ORTOGONAL Técnica de Resíduos Ponderados
Aproximação da variável dependente por um polinômio Resíduo é nulo nos pontos de colocação Grandes mudanças na inclinação: Aproximação é oscilatória DADOS EXPERIMENTAIS: Dinâmica na saída do leito

9 COLOCAÇÃO ORTOGONAL EM ELEMENTOS FINITOS COLOCAÇÃO ORTOGONAL CLÁSSICA
‘ SOLUÇÃO NUMÉRICA Pontos de colocação: Raízes do polinômio de Jacobi + ambas as extremidades BALANÇO MACROSCÓPICO COLOCAÇÃO ORTOGONAL EM ELEMENTOS FINITOS Equações de continuidade nas interfaces ξ(2)=0 ξ(2)=+1 Pontos de colocação: Raízes do polinômio de Jacobi + extremidade superior i=1 i=2 ... ... ... i=ne nr np BALANÇO MICROSCÓPICO COLOCAÇÃO ORTOGONAL CLÁSSICA

10 IMPLEMENTAÇÃO EM EMSO Plugin OCFEM: Método de Colocação ortogonal
DAESolver: “dasslc” - Integração do sistema de equações algébrico-diferencial não-linear NLASolver : “complex” – Otimização (Método dos poliedros flexíveis) Pe = ; KR=0.4951; eta = 2.67e-7; KA= ; ER=7.68e-7; b = 4.67; qmax=4.33e6; VARIÁVEIS y yp q SR PARÂMETROS η ER b qmax PARÂMETROS ESTIMADOS Pe KR KA

11 CONCENTRAÇÃO NO FLUIDO
AJUSTE AOS DADOS EXPERIMENTAIS DINÂMICA AO LONGO DO LEITO z

12 INFLUÊNCIA DA REAÇÃO QUÍMICA
KR

13 INFLUÊNCIA DA DISPERSÃO AXIAL

14 INFLUÊNCIA DA ADSORÇÃO

15 Perfil axial de y PERFIL DE y NA DIREÇÃO AXIAL

16 PERFIL DE yp NA DIREÇÃO AXIAL

17 PERFIL DE q NA DIREÇÃO AXIAL
Z Z

18 Perfil axial de SR PERFIL DE SR NA DIREÇÃO AXIAL x=0,9 x=0,16 Z Z

19 Perfil de yp na partícula
Próximo à entrada do leito Próximo à saída do leito x x

20 Perfil de q na partícula
Próximo à entrada do leito Próximo à saída do leito x x x

21 Perfil de SR na partícula
Próximo à entrada do leito Próximo à saída do leito x x

22 Número de Elementos ne=4 t=0,208s ne=8 t=0,351

23 Número de Pontos de Colocação nos Elementos
np=3+2 t=0,208s np=4+2 t=0,236

24 Número de Pontos de Colocação na Partícula
nr=3+1 t=0,208s nr=4+1 t=0,222 x x x

25 Influência da relação Dp/Rp
Aumento de 104 vezes x x x x

26 Desafios Um maior entendimento do modelo é necessário!!!
MODELO ANTERIOR MODELO ATUAL