Avaliação do coeficiente de transferência de massa e da área interfacial de gotas em torres de nebulização para absorção de SO2
Data
2019-06-19
Autores
Moreira, Dárcio Arthur Santos 
Orientadores
Codolo, Milene Costa
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
Título da Revista
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Resumo
A qualidade do ar está extremamente relacionada com a presença de poluentes e os seus possíveis tratamentos. Entre os poluentes atmosféricos, destaca-se o dióxido de enxofre, que pode ser tratado com alguns tipos de equipamentos disponíveis no mercado como a torre de nebulização. Na torre de nebulização, o poluente é transferido da fase gasosa para a fase líquida através do processo de absorção. Um dos parâmetros para se analisar a eficiência da absorção é o coeficiente volumétrico de transferência de massa, que relaciona o coeficiente de transferência de massa individual na fase gasosa com a área especifica das gotas geradas pelo processo de atomização nos bicos pulverizadores. A proposta desse trabalho foi avaliar o coeficiente volumétrico de transferência de massa e a área interfacial das gotas. Experimentalmente, as vazões de líquido de 800; 1000 e 1500 L/h foram estudadas em função da velocidade de gás (0,4 m/s a 1,6 m/s), sendo que a vazão de 1500 L/h apresentou maior variação. Através das correlações obtidas na literatura, uma faixa ampla de valores para o diâmetro da gota foi obtida, desde 0,178 mm até 0,758 mm, o que mostra a diferença na predição da formação do diâmetro médio da gota. A função dos valores de kg.a experimental e o kg.a teórico em função da velocidade de gás, demonstraram-se diferentes: enquanto matematicamente esperava-se a diminuição dessa relação, experimentalmente, observou-se o aumento. Essa constatação está relacionada com a formação de gotas com diâmetros variados, o que é chamado de distribuição do tamanho de gotas. Partículas com diâmetros menores são geradas por alta pressão no bico pulverizador permanecendo em suspensão na torre de nebulização, causando maior tempo de residência, favorecendo o fenômeno da absorção.
Air quality is extremely related to the presence of pollutants and their possible treatments. Among the atmospheric pollutants, sulphur dioxide stands out, which can be treated with some types of equipment available in the market as the Nebulization tower. In the Nebulization tower, the pollutant is transferred from the gaseous phase to the liquid phase through the absorption process. One of the parameters to analyse the absorption efficiency is the volumetric coefficient of mass transfer, which relates the individual mass transfer coefficient in the gaseous phase with the specific area of the drops generated by the atomization process in Nozzles Sprayers. The proposal of this study was to evaluate the volumetric coefficient of mass transfer and interfacial area of the droplets. Experimentally, the flow of liquid from 800; 1000 and 1500 L/h were studied as a function of gas velocity (0,4 m/s to 1,6 m/s), and this latter presented a higher variation (0,10149 𝑘𝑚𝑜𝑙 𝑚3 . 𝑠. 𝑎𝑡𝑚). Through the correlations obtained in the literature, a wide range of values for the drop diameter was obtained, from 0,178 mm to 0,758 mm, which shows the difference in the prediction of the formation of the average drop diameter. The function of the values of 𝑘𝑔.𝑎 experimental and 𝑘𝑔.𝑎 theoretical as a function of gas velocity, showed different: while mathematically expected the decrease of this relationship, experimentally the increase was observed. This finding is related to the formation of drops with varying diameters, which is called the distribution of the droplet size. Particles with smaller diameters are generated by high pressure of the spray nozzle remaining in suspension inside the Nebulization tower, causing longer residence time, favoring the phenomenon of absorption.
Air quality is extremely related to the presence of pollutants and their possible treatments. Among the atmospheric pollutants, sulphur dioxide stands out, which can be treated with some types of equipment available in the market as the Nebulization tower. In the Nebulization tower, the pollutant is transferred from the gaseous phase to the liquid phase through the absorption process. One of the parameters to analyse the absorption efficiency is the volumetric coefficient of mass transfer, which relates the individual mass transfer coefficient in the gaseous phase with the specific area of the drops generated by the atomization process in Nozzles Sprayers. The proposal of this study was to evaluate the volumetric coefficient of mass transfer and interfacial area of the droplets. Experimentally, the flow of liquid from 800; 1000 and 1500 L/h were studied as a function of gas velocity (0,4 m/s to 1,6 m/s), and this latter presented a higher variation (0,10149 𝑘𝑚𝑜𝑙 𝑚3 . 𝑠. 𝑎𝑡𝑚). Through the correlations obtained in the literature, a wide range of values for the drop diameter was obtained, from 0,178 mm to 0,758 mm, which shows the difference in the prediction of the formation of the average drop diameter. The function of the values of 𝑘𝑔.𝑎 experimental and 𝑘𝑔.𝑎 theoretical as a function of gas velocity, showed different: while mathematically expected the decrease of this relationship, experimentally the increase was observed. This finding is related to the formation of drops with varying diameters, which is called the distribution of the droplet size. Particles with smaller diameters are generated by high pressure of the spray nozzle remaining in suspension inside the Nebulization tower, causing longer residence time, favoring the phenomenon of absorption.
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Avaliação do coeficiente de transferência de massa em uma torre de nebulização para absorção de SO2