Estudo do dimensionamento e modelagem em CFD de um gaseificador de leito fluidizado borbulhante.

Abstract

Neste trabalho realizou-se o dimensionamento e modelagem de um gaseificador de leito fluidizado borbulhante de bancada para gaseificação de bagaço de cana-de-açúcar, utilizando ar como agente gaseificante. O dimensionamento do gaseificador, assim como das partes que o compõe, foi realizado com base em metodologias disponíveis na literatura. Após o dimensionamento foi gerada uma malha estruturada considerando o modelo simplificado em 2D. Com a malha obtida, foi realizada a modelagem em regime transiente do reator para a condição a frio, para a observação da fluidodinâmica do leito de material inerte e simulações a quente para com a introdução de reações que ocorrem na gaseificação. Para simular a fluidodinâmica de gaseificação no processo de modelagem, foram utilizadas ferramentas de fluidodinâmica computacional (Computational Fluid Dynamics – CFD). As simulações a frio foram realizadas para uma faixa de velocidade de entrada variando de 0,01 a 10 m/s, com estas simulações foi possível observar a fluidização do leito de material inerte, chegando a uma velocidade de mínima fluidização de 0,134 m/s, como mostrado pela equação de Kunii e Levenspiel. As simulações a quente foram realizadas com um leito de biomassa, mantendo duas fases na modelagem, para razão estequiométrica de 0,3, os resultados mostram um gás de poder calorífico de 3,03 MJ/m³, próximo aos valores encontrados na literatura.