Análise Fluidodinâmica da Precipitação de Carbonato de Cálcio

Análise Fluidodinâmica de Suspensões de
Carbonato de Cálcio em Reatores Batelada
XXXIV Jornada Giulio Massarani de Iniciação Científica, Tecnológica, Artística e Cultural

Pedro Henrique de Azevedo Andrade

Escola de Química UFRJ

Orientação:
Amaro Gomes Barreto Jr.
João Francisco Cajaiba da Silva
Ricardo de Andrade Medronho

Outubro de 2012

Introdução:
.Extração de petróleo em ambientes marinhos
.Água de formação
. CaCO 3 , BaSO4
. Incrustações diminuem o diametro das tubulações e danificam equipamentos, reduzindo a produtividade dos sítios de extração

Incrustação (BaSO4 e CaCO3) formada em uma tubulação

Introdução:
Objetivos gerais:
. Estudo dos mecanismos de precipitação e inibição de precipitação com técnicas de monitoramento das suspensões em tempo em real em reatores agitados em regime estacionário. Objetivos específicos:
. Avaliar, com o uso de CFD, a fluidodinâmica das suspensões de sólidos formadores de incrustação nos reatores para encontrar um ponto de melhor posicionamento das sondas de monitoramento.

Introdução:
Monitoramento in line da precipitação
. Análises feitas com o uso da técnica FBRM (Focused Beam Reflectance Measurements)
. Tamanho de cordas por reflexão luminosa
. Estima tamanho, formato e distribuição populacional ao longo do tempo

Representação esquemática da sonda FBRM (adaptado de Nere et. al., 2007).

Introdução:
Resultado de um monitoramento experimental da precipitação de CaCO3 por FBRM

Introdução:
Dinâmica dos Fluidos nos Reatores:
. Diferentes posições dentro do reator possuem diferentes velocidades do fluido e das partículas
-Dependência da altura relativa ao fundo, raio do vaso e da coordenada angular
- V = V(z, r, θ)
. Condição de não deslizamento nas paredes
. Gradientes de velocidade afetam taxas de nucleação, crescimento e aglomeração de cristais Introdução:
Dinâmica dos Fluidos nos Reatores:

“Camadas de velocidade” v(z,r, θ)

Gradiente de Velocidade