Validação Experimental de Modelos de Leitos Adsorvedores com Zeólitas 5A

Abstract

123 INTRODUÇÃOProcessos de separação por adsorção têm sido utilizados na indústria em substituição a técnicas convencionais. Nos leitos adsorvedores, o grau de compactação das partículas, a distribuição radial de porosidade e a conectividade dos poros formados entre as partículas adsorventes influenciam diretamente os processos de transferência de calor e massa [1]. Os efeitos das bordas ("wall effects") são fatores importantes na análise e projeto de leitos adsorvedores. A variação radial da porosidade influencia significativamente os perfis de temperatura e velocidade nos leitos. Os modelos utilizados para prever a distribuição radial de porosidade são normalmente muito simplificados e não prevêem oscilações amortecidas da porosidade radial, nem partículas de diferentes tamanhos [2]. Por isso muitas vezes os valores previstos por esses modelos não estão de acordo com os valores experimentais.As determinações do número de coordenação de partículas e da conectividade de poros requerem a realização de seções seriadas e o acompanhamento das variações das propriedades topológicas de cada elemento de uma seção para outra [3]. Isso demanda muito tempo e esforço, tornando difícil a previsão de parâmetros importantes para a separação de gases via leitos adsorvedores, como por exemplo a permeabilidade.O propósito deste trabalho é desenvolver uma modelagem ResumoA caracterização de meios porosos é muito importante em áreas científicas e tecnológicas envolvendo materiais e processos químicos. Processos de transferência de calor e massa em meios porosos dependem, além de suas propriedades métri-cas, das propriedades topológicas e topográficas. No entanto, essas propriedades são de difícil acesso experimental, razão pela qual torna-se necessária, algumas vezes, a utilização de técnicas de simulação para auxiliar nas suas determinações. Este trabalho apresenta os resultados de simulação de leitos adsorvedores utilizando zeólitas 5A comerciais. Os modelos de compactação de partículas esféricas dos leitos adsorvedores são ajustados para que suas propriedades métricas, como fração volumétrica e área superficial de poros, se aproximem daquelas determinadas para os leitos reais. A partir dos modelos ajustados, os parâmetros topográficos e topológicos, como a distribuição radial da porosidade e a conectividade de poros, são estimados e comparados com valores obtidos para os leitos reais através de métodos indiretos. AbstractThe characterization of porous bed is of crucial importance in many scientific and technological areas related to materials and chemical processes. Mass and heat transfer in a porous media depend on metric, topological and topographical properties. Because the difficulties of experimental access to topological and topographical properties sometimes it is practical the use of computer simulation techniques to evaluate those parameters. This paper presents the simulation results of adsorbing beds using commercial 5A zeolites. The sphere packing models applied to adsorbing beds are adjusted through the comparison ...