Leito fluidizado

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Seminário apresentado à disciplina de Operações Unitárias do Curso Técnico em Química do instituto TECPUCPR.

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Leito fluidizado

  1. 1. LLeeiittoo FFlluuiiddiizzaaddoo Anderson Niz Andrey Mendes Matheus Fujisawa Operações Unitárias 3º Período – Técnico em Química
  2. 2. IInnttrroodduuççããoo Baseia-se na circulação de um fluído (líquido ou gás) através de um leito sólido. O fluído é injetado no reator de modo ascendente.
  3. 3. FFlluuiiddiizzaaççããoo  A fluidização é a operação pela qual as partículas sólidas são transformadas em um estado como de um líquido através de suspensão em um gás ou líquido. Propriedades semelhantes às de um líquido em ebulição:  Objetos mais leves, ou seja, com densidade inferior à do leito, flutuam no topo;  Superfície do leito permanece horizontal, ainda que se incline o recipiente;  Os sólidos podem escoar através de uma abertura lateral no recipiente, como ocorreria com um líquido;  O leito apresenta uma relação entre a pressão estática e a altura igual à de líquidos.
  4. 4. VVeelloocciiddaaddee ddee fflluuiiddiizzaaççããoo A eficiência na utilização de um leito fluidizado depende em primeiro lugar do conhecimento da velocidade mínima de Fluidização. Abaixo desta velocidade o leito não fluidiza; e muito acima dela, os sólidos são carregados para fora do leito.
  5. 5. LLeeiittoo PPoorroossoo  Em um leito poroso existem espaços vazios (zonas sem partículas).  A porosidade (e) é definida como a razão entre o volume do leito que não está ocupado com material sólido e o volume total do leito. v0 ε = Volume vazio Volume totaldoleito
  6. 6. LLeeii ddee DDaarrccyy::  Henry Darcy em 1856 demonstrou que a velocidade média (v) de um fluido newtoniano quando escoa em regime laminar dentro de um leito poroso é proporcional ao gradiente de pressão e inversamente proporcional à distância percorrida. v K P f leito = (-D ) L v = velocidade média do fluido no leito poroso. K = constante que depende das propriedades do fluído e do leito poroso. (-DP) = queda de pressão através do leito. L = percurso realizado no leito poroso.
  7. 7. RReeggiimmeess ddee FFlluuiiddiizzaaççããoo É denominado fluidização todo o intervalo compreendido entre a fluidização incipiente e a turbulenta.
  8. 8. AApplliiccaaççõõeess A fluidização é aplicada em: • Secagem • Mistura • Revestimento de partículas • Aglomeração de pós • Aquecimento e resfriamento de sólidos • Congelamento • Torrefação de café • Pirólise
  9. 9. SSeeccaaggeemm
  10. 10. RReevveessttiimmeennttoo ddee mmaatteerriiaaiiss
  11. 11. AAqquueecciimmeennttoo oouu rreessffrriiaammeennttoo
  12. 12. CCrraaqquueeaammeennttoo ccaattaallííttiiccoo ddoo ppeettrróólleeoo
  13. 13. VVaannttaaggeennss ddoo LLeeiittoo FFlluuiiddiizzaaddoo Mistura fácil dos sólidos conduzem às condições isotérmicas no reator; Adequada para operações de grande escala; Grandes velocidades de reação, comparados aos reatores de leito fixo; Fácil escoamento em dutos, pois os sólidos comportam-se como fluido; Alta velocidade de processamento.
  14. 14. DDeessvvaannttaaggeennss A rápida mistura dos sólidos no leito conduz a tempos de residência não uniformes dos sólidos no reator.; Erosão de tubos e colunas pela abrasão das partículas; Consumo de energia devido a alta perda de carga (requer alta velocidade do fluido); Erosão do equipamento devido a frequente impacto dos sólidos; Atrito severo, ocasionando produção de pó; Alto custo e tempo de manutenção.
  15. 15. EExxeerrccíícciioo 11 (111) Leito Fixo (11) Leito Borbulhante ( V) Leito Incipiente ( V1) Leito Turbulento (1) Leito Slug (1V) Transporte Pneumático
  16. 16. EExxeerrccíícciioo 22 A lei de Darcy não se aplica a fluxos em regime de escoamento turbulento.
  17. 17. EExxeerrccíícciioo 33 1 – F - Para secagem se utiliza um fluxo de gás quente. 2 – V – Correto. 3 – F - ΔTLiquido: positivo; ΔTSólido: negativo; ΔTGás: negativo 4 – F – Todo catalisador tem um limite de uso. Resposta: b

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