
Universidade Federal de Santa catarina (UFSC)
Programa de Pós-graduação em Engenharia, Gestão e Mídia do Conhecimento (PPGEGC)
Detalhes do Documento Analisado
Centro: Tecnológico
Departamento: Engenharia Química e de Alimentos/EQA
Dimensão Institucional: Pesquisa
Dimensão ODS: Ambiental
Tipo do Documento: Projeto de Pesquisa
Título: CARACTERIZAÇÃO DE MILIRREATORES FOTOCATALÍTICOS EMPREGADOS NA REMOÇÃO DE POLUENTES GASOSOS: ANÁLISE DA DISTRIBUIÇÃO DO TEMPO DE RESIDÊNCIA E EFICIÊNCIA DE MISTURA EM MILIRREATORES COM GEOMETRIAS DISTINTAS
Coordenador
- NATAN PADOIN
Participante
- CINTIA SOARES (D)
- HUMBERTO GRACHER RIELLA (D)
- NATAN PADOIN (D)
- TATIANA MATIAZZO
Conteúdo
A fotocatálise heterogênea tem despertado inter...a fotocatálise heterogênea tem despertado interesse industrial desde a década de 1970. suas aplicações são diversas, incluindo a produção de energia alternativa, síntese orgânica e remoção de poluentes de correntes aquosas e gasosas. essa técnica ganha folego com os recentes desenvolvimentos na área de iluminação por lâmpadas de led e pelo desenvolvimento de reatores em micro e miliescala, com dimensões inferiores a 3 mm. a miniaturização desses reatores somada com o reduzido tamanho dos leds disponíveis no mercado possibilita a intensificação de processos fotocatalíticos. esses reatores de micro e mesoescala permitem a obtenção de altas taxas de transferência de calor e massa, bem como, um maior nível de controle do sistema. essas características possibilitam a integração de sistemas fotocatalíticos a dispositivos de condicionamento de ar, com o objetivo de remover poluentes gasosos de origem orgânica ou biológica. a eficiência de cada reator está atrelada ao sistema de iluminação utilizado e a geometria que compõem o reator. técnicas de fluidodinâmica computacional e de ray tracing contribuem para a otimização e intensificação de processos. dessa forma o presente projeto tem por objetivo comparar milireatores fotocatalíticos com diferentes geometrias para uso em sistemas de purificação de ar. nesse sentido, o estudo numérico proposto pretende avaliar o grau de mistura e a distribuição do tempo de residência encontrado para reatores fotocatalíticos operando com diferentes números de reynolds. a caracterização de tais reatores pretende avaliar o impacto da geometria do reator na transferência de massa e consequentemente na eficiência de remoção de poluentes do ar.
a qualidade do ar está diretamente relacionada com a saúde pública e com meio ambiente. o aparecimento de diversos problemas de saúde está associado a uma má qualidade do ar. discussões sobre a importância da qualidade do ar que respiramos remonta a grécia antiga, e tais discussões são reforçadas quando observado que no mundo moderno boa parte da população fica em média 90% do dia em ambientes internos. ambientes internos, sejam estes domiciliares, empresariais ou industriais, acumulam em média de duas a cinco vezes mais poluentes do que ambientes externos.
a qualidade do ar está atrelada a presença de vários compostos, tais como substâncias biológicas (bactérias, fungos e pólen), material particulado e fibras, gases como monóxido de carbono, ozônio, radônio além da presença de compostos orgânicos voláteis (covs). os covs são substâncias orgânicas com ponto de ebulição inferior a 250ºc. são compostos com ocorrência natural, no entanto os problemas de poluição estão relacionados com atividades humanas. a utilização de combustíveis fosseis, queima de biomassa e a utilização de solventes são os principais emissores de compostos orgânicos voláteis.
além das emissões industriais, os materiais empregados na construção civil, a utilização de solventes e vernizes pela indústria moveleira e produtos de limpeza são os principais responsáveis pela presença de compostos orgânicos voláteis em ambientes internos. como o tempo de permanência em ambientes internos está cada vez maior se faz necessária a investigação e otimização de técnicas e aparelhos voltados a remoção de poluentes do ar. dessa forma, o presente projeto visa a otimização de reatores fotocatalíticos de mesoescala para a remoção de compostos orgânicos voláteis do ar.
o objetivo geral desse projeto de pesquisa é analisar como mudanças na geometria de reatores fotocatalíticos em escala milimétrica alteram a taxa de transferência de massa e a eficiência de iluminação. dessa forma o foco da pesquisa está na análise do índice de mistura e do tempo de residência em milireatores fotocatalíticos, operando de acordo com diversos números de reynolds, voltados para a remoção de compostos orgânicos voláteis do ar.
a) avaliar/propor distintas geometrias para os canais que compõem um milireator fotocatalítico, com foco no aumento da área superficial do reator imobilizada com catalisadores;
b) analisar a perda de carga e os números adimensionais (reynolds, péclet e damköhler) para as distintas geometrias propostas;
c) avaliar como a geometria do reator altera a transferência de fótons analisando a intensidade e homogeneidade do campo radioativo obtido na superfície do catalisador;
d) analisar os índices de mistura e avaliar a distribuição do tempo de residência obtido com as modificações na geometria;
e) avaliar e quantificar a eficiência das distintas geometrias na degradação de compostos orgânicos voláteis dissolvidos em correntes gasosas.
Pós-processamento: Índice de Shannon: 3.81053
ODS 1 | ODS 2 | ODS 3 | ODS 4 | ODS 5 | ODS 6 | ODS 7 | ODS 8 | ODS 9 | ODS 10 | ODS 11 | ODS 12 | ODS 13 | ODS 14 | ODS 15 | ODS 16 |
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3,98% | 5,50% | 6,09% | 3,80% | 2,95% | 6,75% | 17,57% | 3,29% | 7,24% | 5,20% | 11,45% | 8,06% | 4,41% | 4,59% | 5,12% | 4,01% |
ODS Predominates


3,98%

5,50%

6,09%

3,80%

2,95%

6,75%

17,57%

3,29%

7,24%

5,20%

11,45%

8,06%

4,41%

4,59%

5,12%

4,01%