Validação Experimental De Simulações CFD De Um Leito Fluidizado Circulante Gás-Sólido Tipo Riser

Abstract

RESUMO -O presente trabalho propõe uma modelagem tridimensional do escoamento ascendente das fases fluida e particulada de um riser, em uma unidade piloto à frio (UPF), semelhante à um leito fluidizado circulante (CFB), por meio da aplicação da fluidodinâmica computacional (CFD). Reatores tipo CFB são amplamente utilizados em processo de FCC (craqueamento catalítico fluido) na industria do refino de petróleo, sobretudo em petróleos pesados de cadeia longa. O riser é o local onde ocorrem as reações que dão origem aos produtos de alto valor agregado, e seu desepenho dependente das características hidrodinâmicas do leito. Estudou-se diferentes condições de fluxo mássico de catalisador e velocidade superficial do gás em um riser construído em material transparente, com 5.64 m de altura e 0.092 m de diâmetro. Os resultados das simulações foram comparados com os dados experimentais de velocidade e fração volumétrica de sólidos, obtidos a partir métodos não-invasivos, por meio de transmissão de radiação gama. As medidas experimentais foram realizadas ao longo de diferentes posições axiais na UPF. As frações volumétricas e velocidade do catalisador foram obtidas em seções de teste que possuem fontes de amerício (Am-241) e detector blindados, posicionadas axialmente à 0.650, 1.384 e 3.424 metros. O detector utilizado foi um cintilador de NaI(Tl) de 2" x 2". A modelagem foi capaz de prever e representar as principais características do escoamento em regime de fluidização rápida.