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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Modelagem da remoção de SO2 numa torre de nebulização usando solução de hidróxido de sódio
Title Alternative: Modeling of so2 removal in a spray tower using hydroxide solution
Author: Saltaren Bouzas, Juan Sebastian, 1988-
Advisor: Bizzo, Waldir Antônio, 1955-
Abstract: Resumo: Este estudo simulou uma torre de pulverização para a absorção de SO2 utilizando uma solução de NaOH considerando a formação do filme de líquido nas paredes da torre. Foram analisados parâmetros como a eficiência de remoção, o coeficiente volumétrico de transferência de massa e diâmetro das gotas, realizando uma comparação com dados experimentais. A simulação foi realizada utilizando MATLAB 2014B para obter uma solução numérica para o modelo de acordo com diferentes configurações. Foram utilizados os dados da torre de pulverização alocada no laboratório de Processos Térmicos e Engenharia Ambiental da Universidade Estadual de Campinas. A validação deste modelo foi feita inicialmente com uma torre de processo em contracorrente, com 1500 mm de altura útil e 290 milímetros de diâmetro interno. No modelo matemático foram considerado diferentes condições de operação. Essas condições incluem: diferentes vazões de líquido e gás, diferentes diâmetros de orifício do bico pulverizador e diferentes configurações dos bicos (cinco bicos e só um bico); a concentração de SO2 na entrada da torre foi em torno de 900 ppm para todas as condições. A influência da formação de filme de líquido na parede da torre foi estudada e prevista utilizando correlações geométricas. Os resultados indicaram a importância de considerar o fenômeno de formação do filme de líquido, pois a simulação mostrou que 23,1% a 40,5% do líquido transforma-se em filme dependendo da posição, geometria e quantidade de bicos utilizados na torre. Utilizando diferentes correlações de diâmetro médio de Sauter (DMS), para as gotas do líquido, foi otimizado o modelo obtendo resultados da eficiência da remoção. Foi analisada a influência de parâmetros como vazão, diâmetro de bicos, tipo de bicos e velocidade dos fluidos no coeficiente volumétrico de transferência de massa e na eficiência do equipamento. Foi observado que a eficiência de remoção do poluente é altamente dependente do diâmetro das gotas. Por isso, o modelo apresentado oferece melhores resultados em condições de diâmetros de bico pequeno e vazões de líquido altas. O erro relativo deste modelo simplificado varia entre 3% e 47% dependendo das condições do experimento analisado

Abstract: In this study was simulated a spray tower for the absorption of SO2 by using a NaOH solution considering the film formation on the walls of the tower. It is analyzed parameters such as the removal efficiency, the volumetric mass transfer coefficient and diameter of droplets with empirical correlations, performing a comparison with experimental data. The simulation was executed using MATLAB 2014B to get a numerical solution for the model according to different configurations. The data to validate the model was collected from the spray tower built in the laboratory of Thermal Processes and Environmental Engineering at the State University of Campinas. The tower configuration was countercurrent, with 1500 mm of useful height and 290 mm in inner diameter. In this model were included different operating conditions. These conditions were: liquid and gas flow variation; several diameters for the spray nozzles; two different configurations of nozzles (a nozzle, and five nozzles); inlet SO2 concentration around 900 ppm for all of the conditions analyzed. The influence of liquid film formation on the tower wall was studied and measured using geometrical correlations. The results indicate that omission on the phenomenon could lead to miscalculations; it was calculated that 23,1% to 40,5% of the liquid becomes film depending on the location, geometry and quantity of used nozzles in the tower. The model was optimized using different correlations to calculate the Sauter mean diameter (SMD) for the liquid droplets, obtaining the pollutant removal efficiency. Different parameters were studied, such as flow rate, diameter of nozzles, type of nozzles and velocity of fluids inside the equipment. Their influence on the volumetric mass transfer coefficient and equipment efficiency is analyzed throughout the tower. It was observed that the pollutant removal efficiency is strongly dependent on the droplet size. Thus, this model offers better results in conditions where is used small spray nozzles diameters and high liquid flow rates. The relative error in this simplified model is between 3% and 47% depending on the conditions set for the experiment analyzed
Subject: Absorção
Lavador (Tecnologia química)
Dióxido de enxofre
Gases de combustão - Dessulfurização
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2016
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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