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)

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)