Estudo teÃrico-computacional por via CFD e experimental da combustÃo do gÃs natural para tratamento de efluentes orgÃnicos lÃquidos aplicando a nova tecnologia DICTT

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

A remediaÃÃo dos efluentes lÃquidos orgÃnicos oriundos dos processos da indÃstria quÃmica e PetroquÃmica à de suma importÃncia para a reduÃÃo dos impactos ambientais e a proteÃÃo da saÃde humana. O presente trabalho de pesquisa apresenta um novo e moderno processo de tratamento por oxidaÃÃo termoquÃmica em fase aquosa por contato direto, visando a degradaÃÃo de compostos orgÃnnicos da famÃlia dos fenÃis. Procurou-se reduzir as desvantagens encontradas com os processos convencionais que operam a pressÃes elevadas (5-15 MPa) e tempos de residÃncia longos (acima de 1h). O processo de tratamento proposto envolve o uso da combustÃo de gÃs natural como fonte geradora de radicais livres hidroxila que juntamente com o oxigÃnio molecular residual da combustÃo, migram para a fase lÃquida promovendo a oxidaÃÃo avanÃada dos poluentes orgÃnicos. Os estudos desenvolvidos contemplaram uma anÃlise teÃrico-computacional da dinÃmica do reator usando a tÃcnica de fluidodinÃmica computacional (CFD), alÃm dos estudos experimentais na planta piloto, visando a validaÃÃo e otimizaÃÃo das condiÃÃes operacionais do processo. Os estudos decorrentes da fluidodinÃmica computacional foram realizados com o uso do software comercial FluentTM, apresentando resultados satisfatÃrios na prediÃÃo do comprimento da chama, dos perfis de temperatura dos gases ao longo do reator e da concentraÃÃo dos radicais hidroxila envolvidos na combustÃo. Foi evidenciado que a natureza do fluido combustÃvel (metano e gÃs natural) nÃo apresenta forte influÃncia na distribuiÃÃo da temperatura, porÃm, interfere sensivelmente na formaÃÃo e distribuiÃÃo dos radicais hidroxilas na parede do reator. Os aumentos da vazÃo de combustÃvel, em razÃes estequiomÃtricas, e nas condiÃÃes de operaÃÃo, nÃo apresentaram efeitos significativos na distribuiÃÃo da temperatura ao longo do reator. Todavia a razÃo combustÃvel/comburente teve uma forte influÃncia na formaÃÃo da chama, diminuindo as zonas de altas temperaturas e as deslocando para a regiÃo superior do reator. Foi estudado o comportamento do escoamento do lÃquido ao longo da ranhura helicoidal utilizando tambÃm a fluidodinÃmica computacional, mostrando que a fase lÃquida transborda da ranhura molhando a parede do reator. Os ensaios experimentais realizados na planta piloto validaram de forma qualitativa as distribuiÃÃes tÃrmicas da fase gasosa e a hidrodinÃmica da fase lÃquida preestabelecidas pelos estudos de simulaÃÃo por via de CFD, alÃm de mostrar que a taxa de evaporaÃÃo do processo se manteve abaixo do 5%, onde a temperatura da fase lÃquida alcanÃou temperaturas inferiores a 70ÂC na saÃda do reator. Foram identificadas as faixas de melhores condiÃÃes de operaÃÃo do processo, 4 m3/h de gÃs natural e excesso de ar de 40%

ASSUNTO(S)

engenharia quimica natural gas efluentes lÃquidos industriais, oxidaÃÃo termoquÃmica, radicais livres, fenÃis, combustÃo, gÃs natural combustion thermochemical oxidation phenols free radicals industrial liquid effluents

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