DIMENSIONAMENTO DE CICLONES INDUSTRIAIS E OTIMIZAÇÃO DE REDES DE CICLONES COM SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

Aluno de Iniciação Científica: Fillemon Edillyn da Silva Bambirra Alves (PET)
Curso: Engenharia Química
Orientador: Marcelo Kaminski Lenzi
Co-Orientador: Alberto Tadeu Martins Cardoso
Departamento: Engenharia Química
Setor: Tecnologia
Palavras-chave: Ciclones , Simulação , Separação
Área de Conhecimento: 30602033 - OPERAÇÕES DE SEPARAÇÃO E MISTURA

Problemas mais complexos que vêm surgindo desafiam profissionais de diversas áreas do conhecimento e, neste cenário, modelos matemáticos têm sido estudados e implementados computacionalmente. Com a dificuldade de realizar determinados experimentos, devido a custo elevado ou inviabilidade, softwares de simulação computacional têm sido desenvolvidos como novas formas de aquisição de conhecimento e antecipação de resultados experimentais. A partir de situações simuladas de forma satisfatória, é possível confirmar os resultados obtidos em laboratório ou em plantas pilotos. Assim, com a crescente necessidade de profissionais capazes de elaborar soluções para problemas mais complicados que requerem simulação computacional, o aluno do curso de Engenharia Química tem sido exigido nesse aspecto. Diante disso, este trabalho apresenta resultados do estudo de otimização de redes de ciclones usando o software de simulação AspenTech Aspen Plus®. Ciclones são aparelhos usados na indústria para a separação de particulados presentes em uma corrente gasosa, geralmente empregados em operações que visam reduzir a poluição emitida pela unidade, como na purificação de ar. No entanto, por apresentarem eficiência relativamente baixa quanto menor o tamanho das impurezas presentes, ciclones são usualmente utilizados como auxiliares de outras operações de separação, como pré-limpadores que preparam o material alimentado a um precipitador eletrostático. Outras aplicações comuns envolvem a indústria petrolífera, na separação de óleos e gases em uma refinaria de petróleo, a indústria de cimento, na calcinação e secagem, a indústria madeireira, na separação do pó-de-serra carregado no ar, entre outras. Entretanto, o princípio no qual se baseiam – centrifugação de gases – apresenta limitações para o tamanho das partículas que se deseja separar da corrente. Ciclones são indicados para médias e altas granulometrias e não adequados para partículas muito finas e gases de metalurgia. Equações de projeto fornecem parâmetros geométricos e operacionais de ciclones, o que permite seu dimensionamento e o cálculo de resultados, como eficiência de coleta, queda de pressão e vazão volumétrica. O software utilizado permite trabalhar com dados de projeto e com modelos de ciclones de média ou alta eficiência. Desta forma, além de comparar diferentes configurações, com ciclones colocados em série, em paralelo ou em uma configuração mista, o presente trabalho analisa redes de ciclones dimensionados com o auxílio de equações de projeto propostas na literatura para a separação de diferentes particulados e diferentes substâncias gasosas.

 

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