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http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9KGUET| Type: | Dissertação de Mestrado |
| Title: | Modelagem de cristalizador por evaporação para tratamento de efluentes líquidos de refinarias de petróleo |
| Authors: | Hugo Montalvao Gontijo |
| First Advisor: | Sonia Denise Ferreira Rocha |
| First Referee: | Viviane Santos Birchal |
| Second Referee: | Vívian Tavares de Andrade |
| Third Referee: | Herman Sander Mansur |
| Abstract: | A água é um insumo fundamental em uma expressiva maioria das indústrias e sua utilização correta é fundamental para a minimização dos impactos ambientais. A redução dos volumes captados pode ser obtida melhorando-se o processo de tratamento dos efluentes industriais, incrementando o reúso da água e de outros insumos de valor agregado para o processo. Na Refinaria Gabriel Passos, pertencente à Petrobras, são gerados efluentes dos quais é possível recuperar 68% da água por tratamentos convencionais. A adoção de processos complementares de tratamento dos efluentes por eletrodiálise viabiliza aumentar este valor em mais 14% elevando-se para 82% o percentual de água recuperada. Visando um reúso mínimo da água, está em processo de estudo e avaliação a inclusão de uma etapa de cristalização após a etapa de eletrodiálise, objetivando recuperar os 18% restantes, possibilitando-se assim alcançar o mínimo reúso da água na refinaria. O efluente tratado pela cristalização consiste em uma solução aquosa com 0,5% de sais inorgânicos que alimenta uma unidade piloto de cristalização. O presente trabalho consistiu no desenvolvimento de um modelo dinâmico para o cristalizador por evaporação a vácuo contínuo com recirculação forçada existente nessa unidade piloto, obtido a partir dos balanços populacional, de massa e energia. As simulações foram realizadas utilizando-se o software Matlab para resolução simultânea das equações diferenciais. Em laboratório, ensaios de cristalização por evaporação em batelada foram realizados e as condições experimentais utilizadas no modelo para comparação dos resultados e ajustes dos parâmetros cinéticos. A simulação da cristalização na unidade piloto foi desenvolvida com base nos fluxogramas, balanços teóricos de massa e energia e análises do efluente. Os efeitos causados em decorrência das variações na taxa e concentração de alimentação e na taxa de recirculação foram simulados e analisados. Na simulação foi possível visualizar a influência de diversas variáveis na estabilização da unidade piloto, tais como a variabilidade da concentração de sais presente na alimentação, a vazão de purga e o controle de temperatura da recirculação. |
| Abstract: | Water is an essential component in most industrial process and its responsible and correct use is important in order to minimize environmental impacts. Reduction in water consumption may be achieved by improving industrial effluent treatment processes, allowing water and other valuable raw materials to be recycled and reused. In Gabriel Passos oil refinery, owned and operated by Petrobras, a recovery up to 68% of water by conventional methods has been practiced. Effluent treatment by electrodialysis raises that number by 14% totaling 82% of water recovery. Aiming at a maximum water recovery, studies have been conducted to implement a crystallization stage, thus allowing the remaining 18% of remaining water to be recovered. The effluent treated by crystallization consists of an aqueous solution with 0.5% of inorganic salts that feed a crystallization pilot plant. This work consisted in the development of a dynamic model for the crystallizer by continuous vacuum evaporation with forced recirculation, present in the pilot plant, from the population mass and energy balances. The simulation was developed using Matlab software for simultaneously solve the differential equations. Laboratory tests using a batch evaporative crystallizer and simulation were carried out simultaneously in order to compare the results and to adjust the kinetic parameters. The pilot plant simulation was developed according the crystallization unit flowchart, theoretical mass and energy balances as well as the effluent chemical composition. The effects in crystal properties caused by variations in feed rate, feed concentration and recycle rate were simulated and discussed. From the simulation results, it was possible to understand how the variability of the feed concentration, the purge flow and temperature control recirculation affect the stabilization of the pilot plant. |
| Subject: | Engenharia metalúrgica Tecnologia mineral Água Reutilização Cristalização Métodos de simulação |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9KGUET |
| Issue Date: | 27-Feb-2014 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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