ESTUDIO HIDRODINÁMICO DE UN LECHO FLUIDIZADO
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UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID
ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA TÉRMICA Y DE FLUIDOS
ÁREA DE INGENIERÍA TÉRMICA
INGENIERÍA INDUSTRIAL
PROYECTO FIN DE CARRERA
ESTUDIO HIDRODINÁMICO DE
UN LECHO FLUIDIZADO
AUTOR:
VÍCTOR MANUEL BARREIRA MORENO
TUTORA:
CELIA SOBRINO FERNÁNDEZ
ABRIL 2007
ÍNDICE
ÍNDICE
NOMENCLATURA
5
1.
INTRODUCCIÓN
7
1.1.
Objetivo del estudio
8
1.2.
Alcance del estudio
9
1.3.
Estructura de la memoria
10
2.
CONCEPTOS DE FLUIDIZACIÓN
11
2.1.
El fenómeno de fluidización
12
2.2.
Comportamiento fluido de un lecho fluidizado
16
2.3.
Calidad de fluidización
18
2.4.
Propiedades de las partículas de fluidización
18
2.5.
Clasificación de las partículas de fluidización
19
2.6.
Formación de burbujas durante la fluidización
21
2.7.
Ventajas y desventajas de aplicación de los lechos fluidizados
22
2.8.
Aplicaciones industriales de la fluidización
23
2.8.1.
Operaciones físicas
23
2.8.1.1.
Intercambio de calor
23
2.8.1.2.
Recubrimiento de objetos metálicos
24
2.8.1.3.
Adsorción
25
2.8.1.4.
Secado de sólidos
25
2.8.2.
Reacciones de síntesis
27
2.8.3.
Craqueo de hidrocarburos
28
2.8.3.1.
Craqueo catalítico fluido
28
2.8.3.2.
Craqueo térmico
30
2.8.4.
Combustión
30
2.8.4.1.
Combustión de carbón
30
2.8.4.2.
Incineración de residuos sólidos
32
2.8.5.
Gasificación
33
2.8.5.1.
Gasificación de carbón
33
2.8.5.2.
Gasificación de residuos sólidos
34
2.8.6.
Activación de carbón
34
ESTUDIO HIDRODINÁMICO DE UN LECHO FLUIDIZADO ii
ÍNDICE
2.8.7.
Calcinación
35
2.8.8.
Reacciones con sólidos
36
2.8.9.
Biofluidización
37
3.
MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN HIDRODINÁMICA
39
3.1.
Fundamentos hidrodinámicos de la fluidización
40
3.2.
Cálculo teórico de la velocidad de mínima fluidización
42
3.3.
Cálculo experimental de la velocidad de mínima fluidización a partir de la pérdida de carga en el lecho
43
3.4.
Cálculo experimental de la velocidad de mínima fluidización a partir de las fluctuaciones de presión en el lecho
45
4.
DESCRIPCIÓN DE LA INSTALACIÓN
48
4.1.
...