LFO - Determinação do Tempo de Residência de um Reator

5/17/2018 LFO - Determinação do Tempo de Residência de um Reator - slidepdf.com

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DETERMINAÇÃO DA DISTRIBUIÇÃODE TEMPO DE RESIDÊNCIA EM UM

REATOR PFR

Guilherme Marques Rodrigues

PROFESSOR: Ricardo Geraldo de Sousa



Agenda1. Qual o tempo de permanência de uma partícula

no reator?

2. Causas da não idealidade

3. O que é DTR?4. Qual sua importância?

5. Como determinar?

6. Resultados esperados;7. Quanto custa o experimento?

8. Resumo.

27/04/2012 LFO - Determinação da Distribuição doTempo de Residência em um Reator PFR

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Qual o tempo de permanência de uma

partícula no reator?

• Reator ideal: Mesmo tempo

• Reator Real: Diversos tempos para cada partícula


3

0v

V



Causas da não idealidade

– Channeling em PBR

– Bypass: “curto-circuito”;

– Zonas mortas

– Efeitos de camada limite;

– Dispersão Axial em reator PFR

– Mistura imperfeita


4



Channeling em PBR


5

Channeling

Channeling

Zona Morta



Bypass e Zona Morta em CSTR


6

Bypass

Bypass

Zona Morta

Zona Morta



Zonas mortas em PBR’s e CSTR’s


7



O que é DTR?

• Curva de Distribuição;

• DTR é a função, E(t), que quantifica a fração de

partículas que permanece um determinado

tempo no reator;

•

Função estatística:


8

1)(0

dt t E



Por que a DTR é importante?


9

• Diagnosticar problemas

•

Controle e homogeneidade = qualidade;• Prever conversões e concentrações de novas

reações



Como determinar? • Determinação envolve injeção e detecção de

um traçador;

• Dois métodos de injeção, perturbação:

pulso ou degrau

• Determina-se E(t) através da função C(t).


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Como determinar?

• Injeção tipo degrau:

• Injeção tipo pulso:


11

degrau0

)()(

C

t C

dt

d t E

0

)()(

N

t vC t E



Como determinar?


12



Resultados esperados


13

degrau0

)()(

C

t C t F

dt

t dF t E )()(



Resultados esperados

• DTR:

• Tempo médio de residência:


14

0

0

0 )(

)(

)(

dt t tE

dt t E

dt t tE

t m

2

1

2

1)(

t

t

t

t dt t E Q 1)(

0

dt t E



Quanto custa o experimento?


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Item Estimativa de Preço Quantidades

Tubo de acrílico transparente com 2” dediâmetro e 1m de comprimento

Aguardando orçamento 1 un

Torneiras de três vias plástica R$1,00 2 un

Balde Graduado 20L R$125,00 3 un

Cronômetro digital R$36,00 1 un

Bureta de vidro capilar 25mL R$100,00 1 un

Solução de NaOH 1M R$100,00 1 L

Solução de Fenolftaleína 2% em etanol R$300,00 1 L

Válvula Aguardando orçamento 2 un

Solução de Ácido Acético 1M (Fluka) R$150,00 1 L



Resumo

• DTR permite o ajuste de um reator para

melhorar sua produção;

• Melhoria de processo;

• Ganhos em qualidade;

• Determinação simples;

•

Experimento barato.


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Dúvidas?


17



Obrigado!


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