Desenvolvimento de um pacote computacional para a simulação dos processos de separação por bombeamento parametrico termico

Abstract

Na engenharia química são utilizados muitos processos de separação, dentre os quais pode-se citar a separação de componentes de uma corrente de líquido por bombeamento paramétrico, um processo de separação dinâmico baseado nas diferenças no equilíbrio de adsorção causada por mudança cíclica de uma variável termodinâmica (temperatura, pressão, pH). Neste trabalho foram utilizados dois modelos para simular os processos de separação por bombeamento paramétrico térmico: O modelo de equilíbrio e o modelo da Força Impulsora Linear, ou LDF, de Linear Driving Force, ambos levando em consideração o termo de dispersão axial. Além disso, construiu-se um pacote computacional na linguagem Visual Basic 4.0, capaz de simular esse processo de separação. O pacote computacional possui uma interface amigável com o usuário, e que possibilita o estudo de diversos casos. O programa já apresenta, como exemplos, duas bases de dados, com as quais pode-se realizar simulações para o caso de purificação do produto do fundo ou concentraçao do produto do topo. O pacote computacional permite, ainda, a comparação das simulações com os dados experimentais de dois casos específicos ou dos dados fornecidos pelo usuário. Para validar experimentalmente a modelagem matemática proposta, utilizou-se a instalação piloto de bombeamento paramétrico térmico localizada no Laboratório de Processos de Separacão e Reação, LSRE, da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Portugal. Os experimentos realizados dizem respeito a separação de fenilalanina da água. Além disso utilizou-se dados experimentais da literatura sobre purificação de águas contaminadas por fenol realizados por Ferreira (1994). Observou-se uma boa previsão do comportamento geral com a utilização destes modelos. Realizou-se ainda o estudo dos ciclos de TSA, do inglês Temperature Swing Adsorption, ou Adsorção pela Mudança na Temperatura, onde se fizeram diversas comparações com um caso de base escolhido, utilizando-se o mesmo equipamento do bombeamento paramétrico térmico, mas com a passagem do fluido em uma única direção. Para essas simulações foi desenvolvido um programa específico escrito em Fortran.