Modelo matemático para dimensionamento e avaliação de torre de nebulização para remoçao de dióxido de enxofre
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Data
2021-05-21
Autores
Silva, Thiago dos Santos 
Orientadores
Codolo, Milene Costa
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Resumo
O Dióxido de Enxofre (SO2) é um importante poluente atmosférico, cujos efeitos como agente poluidor no meio ambiente e na vida humana são objetos de vários estudos, consequência da preocupação mundial sobre a emissão de gases poluentes e/ou de efeito estufa. Sendo assim, existe a necessidade de estudar sistemas de remoção de poluentes gasosos bem como a simulação desses processos, com objetivo de dimensionar os equipamentos e otimizá-los, para aumentar a eficiência e diminuir os custos de projeto e operação. O objetivo deste trabalho consiste em desenvolver a modelagem de uma torre de nebulização para a absorção de dióxido de enxofre em solução de hidróxido de sódio, utilizando diferentes condições de operação, e considerando a formação de um filme líquido na parede interna da coluna. Serão utilizados dados experimentais, disponíveis na literatura, para que seja possível validar o modelo matemático desenvolvido. O modelo matemático para a torre de nebulização foi desenvolvido em MATLAB, considerando o processo de absorção e variando as condições de operação, tais como, as vazões de líquido e gás, o diâmetro do orifício do bico pulverizador e o número de bicos pulverizadores. Através do modelo foi possível prever a concentração de SO2 e coeficiente de transferência de massa ao longo da coluna, área interfacial disponível para a transferência de massa e formação do filme do líquido e avaliar o fenômeno no interior da coluna. Além disso, foi possível avaliar o desempenho do sistema, como a eficiência de remoção, analisar a influência das variáveis no processo de absorção, considerando parâmetros que normalmente são simplificados para permitir modelar o fenômeno com maior facilidade, como distribuição do tamanho de gotas e a formação do filme líquido, acarretando o aumento da precisão geral da modelagem.
Sulfur Dioxide (SO2) is considered an important atmospheric polluting whose effects as polluting agent in the environment and human life are target of various studies, global concern about the emission of polluting and/or greenhouse gases. Thus, is necessary studying the removing systems of gas polluting as well as the simulation of these processes with objective of dimensioning and optimize the equipment in order to increase the efficiency and decrease the project and operation costs. The objective of this study consists in develop a modeling of a nebulization tower to absorb the sulfur dioxide in a sodium hydroxide solution using different operational conditions, considering the formation of a liquid film in the intern wall of column. Experimental data available in the literature will be used to validate the mathematical model developed. The mathematical model to scrubber will be developed using MATLAB software, considering the absorption process and varying the operation conditions, such as liquid and gas flow and the diameter and number of spray nozzles. Using this model, it will be possible predict SO2 concentration, coefficient of mass transference along the column, interfacial area disposable to mass transference, liquid film formation and also evaluate the phenomenon inside the column. Furthermore, it will be possible evaluate the performance of system, the removing efficiency, the influence of variables in the absorption process, considering the parameters that are usually simplified turning the modelling easier, such as droplet size distribution and liquid film formation, resulting in an increase in general precision of modelling.
Sulfur Dioxide (SO2) is considered an important atmospheric polluting whose effects as polluting agent in the environment and human life are target of various studies, global concern about the emission of polluting and/or greenhouse gases. Thus, is necessary studying the removing systems of gas polluting as well as the simulation of these processes with objective of dimensioning and optimize the equipment in order to increase the efficiency and decrease the project and operation costs. The objective of this study consists in develop a modeling of a nebulization tower to absorb the sulfur dioxide in a sodium hydroxide solution using different operational conditions, considering the formation of a liquid film in the intern wall of column. Experimental data available in the literature will be used to validate the mathematical model developed. The mathematical model to scrubber will be developed using MATLAB software, considering the absorption process and varying the operation conditions, such as liquid and gas flow and the diameter and number of spray nozzles. Using this model, it will be possible predict SO2 concentration, coefficient of mass transference along the column, interfacial area disposable to mass transference, liquid film formation and also evaluate the phenomenon inside the column. Furthermore, it will be possible evaluate the performance of system, the removing efficiency, the influence of variables in the absorption process, considering the parameters that are usually simplified turning the modelling easier, such as droplet size distribution and liquid film formation, resulting in an increase in general precision of modelling.