Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/9226
Type: Dissertação
Title: Piróliose dos finos do xisto em reator de leito fluidisado-deslizante
Author(s)/Inventor(s): Cesar, Antonio Rogério Pereira
Advisor: Schmal, Martin
Abstract: Foi projetado, construído e montado um reator sólido fluido em batelada a altas temperaturas, para estudar a pirólise e a combustão dos finos de xisto e do xisto retortado. Estudou-se inicialmente a característica térmica do reator determinando os perfis longitudinais de temperatura para diferentes vazões de gás e diferentes fluxos de calor utilizando uma mesma carga de material. Observou-se um perfil isotérmico na zona de reação e um perfil altamente no isotérmico na zona de recolhimento. Estudou-se ainda o comportamento hidrodinâmico do reator a altas temperaturas, para diferentes vazões de gás. Verificou-se que para velocidades espaciais s > 4 a percentagem de material arrastado cresce acentuadamente com o aumento da velocidade espacial. Realizou-se uma série de experiências pirolisando finos de xisto para diferentes temperaturas variando entre 450ºC e 550ºC e diferentes vazões entre 450 cm³/s e 1800 cm³/mm, utilizando uma mesma carga de 200g de finos de xisto dentro de uma mesma faixa granulométrica de 8 a 12#. Para cada experiência determinou-se a perda de peso de xisto pirolisado no reator, a quantidade de material arrastado para os ciclones e utilizando um método de análise para determinar o material volátil residual do xisto pirolisado, calculou-se a quantidade de material volátil pirolisado. Comparando estes resultados experimentais preliminares com a quantidade de material volátil observada experimentalmente a 650ºC no estudo cinético da pirólise dos finos de xisto em termobalança determinou-se a eficiência do reator. A eficiência do reator pode variar entre 77% e 87%. Desenvolveu-se ainda um modelo teórico admitindo uma interface de penetração variando com o tempo, considerando uma reação de ordem zero na interface e a transferência de massa na fase gasosa. Admite-se um reator com um comportamento de mistura perfeita. Observou-se que o perfil de concentração na fase gasosa apresentou um valor máximo. A resistência a transferência de massa na fase gasosa e a velocidade de penetração da interface de reação dependem da velocidade específica de reação e da velocidade espacial. Utilizando os resultados experimentais da pirolise dos finos de xisto no reator sólido fluido conclui-se que a resistência a transferência de massa na fase gasosa e desprezível devido o grande contato gás/sólido.
Abstract: It was designed, built and set up a solid-fluid reactor to operate at high temperatures. The aim was to study the oil-shale pyrolisis and the combustion of the pyrolised oil-shale. First, the reactor’s thermal characteristic was studied by establishing the longitudinal temperature profile for different gas and heat flow rates. The loading of oil-shale was kept constant. It was observed an isothermal profile in the reaction zone, but, an highly non iso-thermnal profile in the collecting zone. Furthermore, the hydrodynarnic behaviour was studied at high temperatures for different gas flow rates. It was found that for space velocities s > 4, the spouted material out of the reactor is pronounced by increasing the space velocity. It was performed a set of experiments, by doing the oil-shale pyrolisis for temperatures between 450ºC and 550ºC and gas flow rates between 450 cm³/s and 1800 cm³/s. The material loading was 200g for all the experiments and its sieve size -8+14#. For each experiment the weight loss of the pyrolised oil-shale in the reactor and the spouted material out of the reactor collected in the cyclones were determined. Using a method of analysis, the volatile material of the oil shale was determined. Comparing these preliminary experimental results with the amount of volatile material observed by experiments at 650ºC from the kinetic studies of the oil-shale pyrolisis in a thermobalance, it was determined the efficiency of the reactor. Its efficiency is between 77% and 87%. It was also developed a theoretical model assurning the existence of a spherical penetration front which varies with time, assuming a zero order reaction at the penetration front and the mass transfer in the gas phase. It is assumed a reactor with batch characteristics for the particulated phase. It was observed that the concentration profile in the gas phase increases to a maximum with time. The mass transfer resistance in the gas phase and the penetration front velocity depend on the reaction rate constant and on the space veloci-ty. From the experimental results of the oil-shale pyrolisis we come to the conclusion that the mass transfer resistance in the gas phase is negligible because of the high contact between thegas and the solid phase.
Keywords: Xistoquímica
Xistos
Reatores químicos
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA::XISTO
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Department : Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Nov-1976
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/11422/9226
Appears in Collections:Engenharia Química

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