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CARLA LUCIANE MANSKE CAMARGO PROFESSORES: ARGIMIRO RESENDE SECCHI EVARISTO CHALBAUD BISCAIA RIO DE JANEIRO, DEZEMBRO DE 2013.

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1 CARLA LUCIANE MANSKE CAMARGO PROFESSORES: ARGIMIRO RESENDE SECCHI EVARISTO CHALBAUD BISCAIA RIO DE JANEIRO, DEZEMBRO DE 2013

2 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. Adsorventes regeneráveis Adsorventes com fixação ADSORVENTE DESENVOLVIDO PELO GRIFIT: HAp-CuS ADSORÇÃO Grandes quantidades processadas Baixas concentrações Presença de Hg: variabilidade espacial e temporal Afeta estruturas e equipamentos Exposição ocupacional Grandes quantidades processadas Baixas concentrações Presença de Hg: variabilidade espacial e temporal Afeta estruturas e equipamentos Exposição ocupacional Gás natural Poluente amplamente difundido no meio ambiente

3 UNIDADE EXPERIMENTAL Entrada Saída REATOR Gás de arraste (N 2 ) Leito de Mercúrio (Hg 0 ) Adsorvente ANALISADOR Filtro Dados Experimentais T=cte SATURADOR Lavador de gases

4 MODELAGEM-MESTRADO Hg 0 Hg* DIFUSÃO REAÇÃO QUÍMICA REATOR DE LEITO FIXO HAp-CuS-Hg ADSORÇÃO q r Rp- Rp q Rp q C

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

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

7 ADIMENSIONAMENTO CI CC

8 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 SOLUÇÃO NUMÉRICA DADOS EXPERIMENTAIS: Dinâmica na saída do leito

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

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

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

12 INFLUÊNCIA DA REAÇÃO QUÍMICA KR

13 INFLUÊNCIA DA DISPERSÃO AXIAL Pe

14 INFLUÊNCIA DA ADSORÇÃO

15 PERFIL DE y NA DIREÇÃO AXIAL

16 x=1 x=0,9 x=0,16 PERFIL DE yp NA DIREÇÃO AXIAL

17 x=0,16 x=0,9 PERFIL DE q NA DIREÇÃO AXIAL Z Z

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

19 PERFIL DE yp NA PARTÍCULA Próximo à entrada do leito Próximo à saída do leito x x

20 Próximo à entrada do leito Próximo à saída do leito PERFIL DE q NA PARTÍCULA x x x

21 Próximo à entrada do leito Próximo à saída do leito PERFIL DE SR NA PARTÍCULA 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 10 4 vezes x x x x

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


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