ISSN 2594-357X
51º Seminário de Redução de Minérios e Matérias-Primas — vol. 51, num.51 (2023)
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Resumo
Neste estudo foi desenvolvido um modelo em multiescala para a descrição do processo de reações gás-sólidas não-catalíticas que ocorrem no reator de leito móvel de partículas em movimento descendente em contracorrente com o escoamento gasoso ascendente. A computação fluidodinâmica (CFD), usando o método de elementos finitos (FEM) foi aplicada para resolver as equações de transporte de massa, calor e momento dos dois domínios físicos discretizados acoplados: o das pelotas sólidas e do reator. A simulação foi validada usando uma planta industrial de redução direta do minério de ferro. Os resultados possibilitam avaliar com maior detalhamento as heterogeneidades existentes no reator e no interior das pelotas sólidas, possibilitando predizer os efeitos de parâmetros microestruturais importantes na escala da pelota que hierarquicamente afetam a performance do reator em macroescala.
In this study, a multiscale model was developed to describe non-catalytic gas-solid reactions occurring in a moving bed reactor. The reactor consists of particles moving downwards in countercurrent with a rising gaseous flow. Computational fluid dynamics (CFD) and the finite element method (FEM) were used to solve the mass, heat, and momentum transport equations for the two discretized physical domains: the solid pellets and the reactor. The simulation was validated using an industrial plant of direct iron ore reduction. The results provide a detailed evaluation of existing heterogeneities within the reactor and solid particles, providing macroscopic predictions of the reactor performance caused by important microstructural parameters at the pellet scale.
Palavras-chave
Reacões gás-sólidas; Reator de leito móvel; Método dos elementos finitos; Simulação em multi-escala
Non-catalytic gas-solid reactions; Moving bed reactor; Finite element method; Multi-scale simulation
Como citar
Metolina, Patrícia;
Silva, André Luiz Nunis da;
Dixon, Anthony G.;
Guardani, Roberto.
MODELAGEM COMPUTACIONAL EM MULTIESCALA DE REAÇÕES HETEROGÊNEAS GÁS-SÓLIDAS DO PROCESSO DE REDUÇÃO DIRETA DO MINÉRIO DE FERRO
,
p. 282-295.
In: 51º Seminário de Redução de Minérios e Matérias-Primas,
São Paulo,
2023.
ISSN: 2594-357X
, DOI 10.5151/2594-357X-40318
