ANÁLISE DE EFEITOS E ANOMALIAS NUMÉRICAS NA SIMULAÇÃO DE ADSORÇÃO EM LEITO FIXO UTILIZANDO MODELOS AJUSTADOS POR ISOTERMAS DE SIPS

ANÁLISE DE EFEITOS E ANOMALIAS NUMÉRICAS NA SIMULAÇÃO DE ADSORÇÃO EM LEITO FIXO UTILIZANDO MODELOS AJUSTADOS POR ISOTERMAS DE SIPS

Richard, K.F.S.; Siqueira, R.M; Torres, A.E.B.; Azevedo, D.C.S.; Bastos-Neto, M.

Artigo Completo:

Este trabalho analisa soluções produzidas pelo programa de simulação de processos gPROMS (Process System Enterprise, Reino Unido) na simulação de processos de adsorção em leito fixo, em específico aplicando o modelo de isoterma de Sips para representar o equilíbrio de adsorção com atenção ao aspecto numérico da simulação. Faz-se um breve comentário sobre os métodos matemáticos da resolução e investiga-se as anomalias numéricas que surgem na aplicação específica e sugerem-se razões físicas para tais anomalias e possíveis soluções para contornar tais problemas. Erros de natureza numérica foram significativos em certas situações o que faz com que seja necessário muito cuidado em sua aplicação. O modelo utilizado para descrever o comportamento dinâmico de uma coluna de leito fixo é constituído de um conjunto de equações diferenciais parciais acopladas (PDE) que representam balanços de massa, de energia e de quantidade de movimento ao longo de um leito fixo com as condições de contorno e iniciais apropriadas. Os experimentos utilizados forma obtidos numa coluna de leito fixo de carbono ativado, utilizando dois gases, CO2 e CH4.

Este trabalho analisa soluções produzidas pelo programa de simulação de processos gPROMS (Process System Enterprise, Reino Unido) na simulação de processos de adsorção em leito fixo, em específico aplicando o modelo de isoterma de Sips para representar o equilíbrio de adsorção com atenção ao aspecto numérico da simulação. Faz-se um breve comentário sobre os métodos matemáticos da resolução e investiga-se as anomalias numéricas que surgem na aplicação específica e sugerem-se razões físicas para tais anomalias e possíveis soluções para contornar tais problemas. Erros de natureza numérica foram significativos em certas situações o que faz com que seja necessário muito cuidado em sua aplicação. O modelo utilizado para descrever o comportamento dinâmico de uma coluna de leito fixo é constituído de um conjunto de equações diferenciais parciais acopladas (PDE) que representam balanços de massa, de energia e de quantidade de movimento ao longo de um leito fixo com as condições de contorno e iniciais apropriadas. Os experimentos utilizados forma obtidos numa coluna de leito fixo de carbono ativado, utilizando dois gases, CO2 e CH4.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/chemeng-cobeqic2017-434

Referências bibliográficas

• [1] BARROSO, L. C. et al. Calculo numérico (com aplicações). 2. Ed. Minas Gerais, editora HARBRA. 1987 BASTOS-NETO, M. et al; “Dynamic bed measurements of CO adsorption on microporous adsorbents at high pressures for hydrogen purification processes”, Separation and Purification Technology, 77 p.251–260, 2011
• [2] DO, D. D. Adsorption Analysis: Equilibria and Kinetics. Series on Chemical Engineering, v. 2, Imperial College Press, London, 1998.
• [3] FINLAYSON, B.A. Numerical Methods for Problems with Moving Fronts. Ravenna Park Publishing, Inc, Washington USA, 1992.
• [4] LUYBEN, W. L., Process Modeling, Simulation, and Control for Chemical Engineers, McGraw-Hill, p.15-16 1990.
• [5] RIOS, R.B. et al.; “Evaluation of carbon dioxide –nitrogen separation through fixed bed measurements and simulations”. Adsorption, 20(8): 945–957, 2014.
• [6] Yang RT, Gas separation by adsorption processes. London, England: Imperial College, 1997.

Como citar:

Richard, K.F.S.; Siqueira, R.M; Torres, A.E.B.; Azevedo, D.C.S.; Bastos-Neto, M.; "ANÁLISE DE EFEITOS E ANOMALIAS NUMÉRICAS NA SIMULAÇÃO DE ADSORÇÃO EM LEITO FIXO UTILIZANDO MODELOS AJUSTADOS POR ISOTERMAS DE SIPS", p-2729-2734. In: Anais do XII Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica [=Blucher Chemical Engineering Proceedings, v. 1, n.4]. ISSN Impresso: 2446-8711. São Paulo: Blucher, 2017.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/chemeng-cobeqic2017-434