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Type: TESE
Title: Transferencia de massa gas-liquido em leitos centrifugos
Author: Amatuzi, Dorival Silvestre
Advisor: Pereira, João Alexandre Ferreira da Rocha, 1945-
Abstract: Resumo: O desenvolvimento de equipamentos de alta performance é uma das preocupações mais freqüentes nos dias de hoje nas áreas de pesquisa e projeto em Engenharia Química. O objetivo é desenvolver técnicas para obter equipamentos de pequena dimensão e intensificar a eficiência de separação, gerando plantas compactas e eficientes. Sistemas de contato gás-líquido como destilação e absorção, normalmente requerem grandes colunas para obter elevados graus de separação. Nestas colunas a gravidade é a força motriz do escoamento e contato das duas fases. A literatura cita que os leitos de recheio rotativos apresentam alta eficiência de separação em um equipamento de dimensões reduzidas comparado a uma coluna convencional. A alta velocidade de rotação fornece um forte campo centrífugo permitindo o uso de altas taxas de líquido e gás. O objetivo deste trabalho foi a avaliação do comportamento hidrodinâmico e de transferência de massa de um leito de recheio rotativo através do estudo da dessorção de acetona de uma solução aquosa de acetona pelo ar. O leito foi operado em uma faixa de 500 e 5000 rpm. O contato entre as duas fases ocorre no leito de recheio contido no rotor de 10,5 cm de diâmetro externo, 4,0 cm de diâmetro interno e 3,0 cm de altura. A fase líquida escoa de dentro para fora do rotor devido à força centrífuga. A fase gasosa escoa de fora para dentro do rotor, em contracorrente com o líquido. Foram realizados estudos do comportamento hidrodinâmico do equipamento, utilizando sistema água-ar, para obter a região de operação estável do equipamento, onde não ocorre arraste de líquido pela fase gasosa. Foram utilizadas vazões de ar de 10 - 80 l/min, vazões de líquido de 0,5 - 2,0 l/min e velocidades de rotação de 500 - 5000 rpm. Os experimentos de transferência de massa, utilizando soluções aquosas de acetona (1,5 %) e ar, foram realizados operando o equipamento com velocidade de rotação e taxas de escoamento na região estável. Os valores experimentais de Kga foram determinados e os resultados mostraram que o coeficiente de transferência de massa foi dependente da velocidade de rotação e das vazões de líquido e ar. Os valores experimentais obtidos para o leito centrífugo foram 2 a 5 vezes mais altos que aqueles calculados para um leito de recheio convencional equivalente. Uma equação empírica foi ajustada para correlacionar os coeficientes experimentais de transferência de massa para o leito de recheio centrífugo. O sistema apresentou alta eficiência de separação em um equipamento de tamanho reduzido

Abstract: The development of high performance equipment is nowadays one of the most important preoccupations in chemical engineering research and design. The target is to devise techniques to obtain low dimension equipment and to intensify separation efficiency, generating compact and efficient plants. Gas-liquid contact systems as absorption and distillation, normally require large columns to obtain high separation degrees. In these columns the gravity is the driving force for the flowing and contact of the two phases. Literature reports that rotating packed beds present high efficiency with reduced dimension as compared to the conventional packed bed. The high rotating velocity provides a strong centrifugal field permitting the use of high rates of liquid and gas. The purpose of this work is to evaluated the hydrodynamic and mass transfer behaviour of a rotating packed bed studying the stripping of acetone of an acetone-water solution by air. The bed was operated at 500 - 5000 rpm. The contact between the two faces occurs in the packed bed contained in a rotor with 10,5 em outer diameter and 4,0 cm inner diameter being 3,0 em high. Liquid flows from the inner edge to the outer edge of the rotor due to the centrifugal force. Gas flows inward from the outer edge to the inner edge countercurrently to the liquid. The hydrodynamic behaviour of the equipment was studied using water-air, to obtain the region of stable operation, where liquid entrainment is absent. Air flow ranged from 10 to 80 l/min, and liquid ranged from 0,5 to 2,0 l/min and rotor velocity in the ranged from 500 - 5000 rpm. Mass transfer experiments, using aqueous solutions of acetone (1,5 %) and air, were performed operating the equipment with rotation velocity and rates in the stable region. Experimental values of Kga were determined and the results show that the mass transfer coefficient is dependent on the gas and liquid flow rates and rotation velocity, and their values are 2 to 5 times higher than those calculated for an equivalent conventional packed bed. An empirical equation was fitted to correlate the mass transfer experimental coefficients for rotating packed bed. The system presented high separation efficiency in a reduced size equipment
Subject: Massa - Transferência
Separação (Tecnologia)
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 1999
Appears in Collections:FEQ - Tese e Dissertação

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