Estudo sobre o desempenho de válvulas não-mecânicas como alimentadores de pós de biomassa em reatores de leito pneumático circulante: análise via fluidodinâmica computacional (CFD)

• Processo: 18/11031-8
• Linha de fomento: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Vigência (Início): 15 de janeiro de 2019
• Vigência (Término): 14 de janeiro de 2020
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Operações Industriais e Equipamentos para Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Maria Do Carmo Ferreira
• Beneficiário: Lucas Massaro Sousa
• Supervisor no Exterior: Aibing Yu
• Instituição-sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Local de pesquisa : Monash University, Austrália
• Vinculado à bolsa: 16/25946-2 - Estudo sobre o desempenho de válvulas não-mecânicas como alimentadores de pós de biomassa em reatores de leito pneumático circulante, BP.DD
• Assunto(s): Biomassa Geração de energia Termoeletricidade Reatores Leito de jorro Dinâmica dos fluidos computacional Material particulado

Resumo

O uso de biomassas tem se mostrado como excelente alternativa para a geração de energia de forma sustentável, por exemplo, em operações de pirólise, gaseificação e combustão. Apesar disso, um dos problemas na operação de reatores termoelétricos é garantir uma alimentação estável, eficiente e econômica dos materiais particulados no interior do reator. A alimentação de sólidos pode ser particularmente limitante no caso de partículas provenientes de biomassa, já que esses pós possuem características diferenciadas em termos de distribuição de tamanho, composição e formato, em comparação com materiais convencionais. Além de ser influenciada pelas características das partículas, a operação também é afetada pela configuração e geometria do alimentador utilizado, resultando em uma interação de fatores complexa, sendo que a forma pela qual este conjunto de variáveis influencia no escoamento ainda não foi suficientemente estudada e esclarecida. Os objetivos deste projeto de estágio no exterior (BEPE) são: realizar simulações via Fluidodinâmica Computacional (CFD) visando descrever o escoamento de pós de biomassa em reatores de Leito Pneumático Circulante (LPC) utilizando os alimentadores não-mecânicos tipo leito de jorro e válvula-L; investigar os padrões de fluxo nos alimentadores, tubo vertical e riser; analisar as características de escalonamento dos alimentadores e realizar verificação dos modelos do CFD, por meio de comparações entre os resultados simulados e os dados experimentais, obtidos no Centro de Secagem da Universidade Federal de São Carlos, Brasil (FAPESP 2016/25946-2). Especificamente, será verificada a influência do diâmetro médio e do conteúdo de umidade de borras de café, bem como da velocidade de aeração nos alimentadores e do diâmetro do riser sobre a operabilidade das válvulas não-mecânicas. (AU)

Publicações científicas

(4)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

MASSARO SOUSA, L.; FERREIRA, M. C. On the performance of a spouted bed type device for feeding spent coffee grounds to a circulating fluidized bed reactor. CHEMICAL ENGINEERING RESEARCH & DESIGN, v. 160, p. 31-38, AUG 2020. Citações Web of Science: 0.

SOUSA, LUCAS MASSARO; FERREIRA, MARIA C.; HOU, QINFU F.; YU, AIBING B. Feeding spent coffee grounds into reactors: TFM simulation of a non-mechanical spouted bed type feeder. WASTE MANAGEMENT, v. 109, p. 161-170, MAY 15 2020. Citações Web of Science: 0.

SOUSA, L. MASSARO; FERREIRA, M. C. Analysis of the performance of an L-valve feeding spent coffee ground powders into a circulating fluidized bed. Powder Technology, v. 362, p. 759-769, FEB 15 2020. Citações Web of Science: 0.

MASSARO SOUSA, L.; FERREIRA, M. C.; HOU, Q. F.; YU, A. B. Feeding spent coffee ground powders with a non-mechanical L-valve: Experimental analysis and TFM simulation. Powder Technology, v. 360, p. 1055-1066, JAN 15 2020. Citações Web of Science: 2.