Simulação CFD do grau de mistura gás-sólido em leito de jorro aplicados à conversão de resíduos poliolefínicos

Autores

DOI:

https://doi.org/10.21712/lajer.2025.v12.n3.p249-256

Palavras-chave:

Fluent, Leito de Jorro, Pirólise, Combustível

Resumo

A pirólise em reatores de leito de jorro pode recuperar alumínio e produzir combustível a partir de resíduos de embalagens cartonadas. Entretanto, reatores com misturas de partículas de compósito de polietileno/alumínio (PEBD/Al) e areia com diferentes tamanhos e massa específica podem levar a regimes de jorro instáveis devido à segregação de partículas. Dessa forma, este estudo visa simular o escoamento gás-sólido em leitos com misturas de areia e PEBD/Al usando o modelo 2D Euler-Euler Granular, com o objetivo de identificar condições operacionais estáveis e com baixa segregação de partículas. Os resultados revelam que a previsão do índice de mistura (Im) do leito em regime de jorro está de acordo com os dados experimentais. A previsão do efeito das condições operacionais e propriedades das misturas sobre o grau de mistura do leito contribuem para a partida de reatores de pirólise, para a produção de combustíveis derivados de resíduos e para a recuperação de alumínio.

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Biografia do Autor

  • Inacio Pessanha Layber Ramos, Universidade Federal do Espírito Santo

    Graduando em Engenharia Química pela Universidade Federal do Espírito Santo

  • Renata Falqueto Louvem, Universidade Federal do Espírito Santo

    Mestra em Energia e Doutoranda em Energia pela Universidade Federal do Espírito Santo.

  • Renato do Nascimento Siqueira, Instituto Federal do Espírito Santo

    Graduado em Engenharia Mecânica (1996) e Mestre em Engenharia Ambiental (1998) pela Universidade Federal do Espírito Santo (UFES). Doutor em Engenharia Civil (2002) pela Universidade de Loughborough na Inglaterra. Desde 1994 desenvolve trabalhos na área de mecânica dos fluidos aplicados a diversas áreas da engenharia. Atualmente é Professor Titular da Coordenadoria de Engenharia Mecânica do Instituto Federal do Espírito Santo (IFES), Campus São Mateus, e atua como professor permanente no Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica da UFES e no Programa de Pós-graduação em Engenharia Metalúrgica e de Materiais do IFES.

  • Daniel da Cunha Ribeiro, Universidade Federal do Espírito Santo

    Professor Associado do curso de Engenharia de Petróleo da Universidade Federal do Espírito Santo, campus São Mateus. Possui graduação em Engenharia Química pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (1998). A partir do Mestrado em Engenharia Química pela Universidade Estadual de Campinas (1999) passou a atuar na área de Mecânica dos Fluidos Computacional (CFD), com ênfase em Escoamentos Multifásicos na área de Petróleo e Gás. Na Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) doutorou-se em Engenharia Química na área de Mecânica dos Fluidos Computacional com ênfase em tanques agitados. Foi consultor técnico da ESSS por 9 anos. Atua principalmente nos seguintes temas: modelagem numérica e experimental de escoamento multifásicos, separação de fluidos e mecânica dos fluidos computacional. Participa do ANP-PRH 53.1 da UFES desde 2020. É coordenador do Laboratório de Computação de Alto Desempenho do Programa de Pós-Graduação em Energia desde 2016.

  • Marcelo Silveira Bacelos, Universidade Federal do Espírito Santo
    Ele obteve seu doutorado em Engenharia Química em 2006 pela UFSCar, Brasil. Desde 2008, leciona fenômenos de transporte no Departamento de Engenharia e Tecnologia da UFES, Brasil. Sua pesquisa no programa de Energia (UFES) desde 2011 concentra-se em dinâmica computacional de fluidos multifásicos para a produção de combustíveis derivados de resíduos utilizando reatores de leito fluidizado e jateado. Ele também trabalha na recuperação de frações líquidas de gás natural utilizando um processo de gás sub-resfriado (GSP) aplicado ao cenário atual do mercado brasileiro. Em 2023, recebeu uma bolsa de produtividade em pesquisa (BPC-PQ) concedida pela Fundação de Amparo à Pesquisa e Inovação do Espírito Santo (FAPES).

Referências

Almeida, NP, de Lira, TS and Silverio, BC (2024) ‘Fluid dynamics and segregation of sand-malt waste mixture in conical spouted bed’, Latin American Journal of Energy Research, v. 11, n. 1, p. 45-56. https://doi.org/10.21712/lajer.2024.v11.n1.p45-56

Bacelos, MS and Freire, JT (2006) ‘Stability of spouting regimes in conical spouted beds with inert particle mixtures’, Industrial and Engineering Chemistry Research, v. 45, n. 2, p. 808–817. https://doi.org/10.1021/ie050633s

Epstein, N and Grace, JR (2010) Spouted and Spout-Fluid Beds: Fundamentals and Applications. Cambridge: Cambridge University Press.

Louvem, RF, Ribeiro, DC, Siqueira, RN, Santos, KG e Bacelos, MS (2023) ‘Valorization of Tetra Pak Waste in a Conical Spouted Bed: Predicting the Polyethylene/Aluminum Mixing Index Using CFD Designs’, Industrial & Engineering Chemistry Research, v. 64, n. 33, p. 16359–16374. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.5c01756

Makibar, J, et al. (2011) ‘Investigations on heat transfer and hydrodynamics under pyrolysis conditions of a pilot plant draft tube conical spouted bed reactor’, Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, v. 50, n. 8, p. 790–798. https://doi.org/10.1016/j.cep.2011.05.013

Mantegazini, DZ, Xavier, TP and Bacelos, MS (2021) ‘Conical spouted beds for waste valorization: assessment of particle segregation in beds composed of sand and Tetra Pak residues’, Sustainable Energy Technologies and Assessments, v. 47, p. 101334. https://doi.org/10.1016/j.seta.2021.101334

Melo, JLZ et al. (2016) ‘CFD modeling of conical spouted beds for processing LDPE/Al composite’, Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, v. 108, p. 93–108. https://doi.org/10.1016/j.cep.2016.07.011

Rovero, G and Piccinini, N (2011) ‘Particle mixing and segregation’ em Spouted and Spout-Fluid Beds: Fundamentals and Applications. New York: Cambridge University Press, p. 141–160.

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Publicado

29-11-2025

Edição

v. 12 n. 3 (2025)

Seção

Eficiência Energética

Licença

Copyright (c) 2025 Latin American Journal of Energy Research

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Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

O autor, no ato da submissão do artigo, transfere o direito autoral ao periódico.

Como Citar

Ramos, I. (2025) “Simulação CFD do grau de mistura gás-sólido em leito de jorro aplicados à conversão de resíduos poliolefínicos”, Latin American Journal of Energy Research, 12(3), p. 249–256. doi:10.21712/lajer.2025.v12.n3.p249-256.

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