Publicação: Análise e desenvolvimento de um dispositivo para prevenção de entupimento em hidrociclones
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES DE SEPARACAO E MISTURA
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Resumo
O entupimento dos hidrociclones que fazem parte do sistema de controle de sólidos da
indústria do petróleo é um problema operacional recorrente. Isso ocorre, principalmente,
devido à aglomeração de sólidos finos no duto de underflow e também devido à incidência
de partículas com tamanhos superiores aos especificados para o equipamento. Outro
problema comum e que resulta na redução do desempenho de separação é a formação de
um núcleo de ar na zona de baixa pressão do separador. Para minimizar esses problemas,
foi desenvolvido neste estudo um dispositivo inovador para ser utilizado acoplado à saída
do underflow do hidrociclone. O objetivo de tal dispositivo, denominado UCD (Unclog
Conical Device), é de ajustar mecanicamente a área do duto de underflow, de forma rápida
e precisa, e assim criar oscilações nos fluxos internos de modo a evitar e/ou remediar
entupimentos, além de impedir a formação de núcleo de ar. Para alcançar tais objetivos,
foram realizados ensaios que visaram a obtenção de um maior entendimento do processo
de entupimento, através dos quais se chegou a condições nas quais o dispositivo foi capaz
não só de prevenir entupimentos como de aumentar a capacidade concentradora do
separador de 2,5 para 11,2, ao atuar no que foi chamado de situações de préentupimento.
Em paralelo foram conduzidas simulações numéricas que provaram a tendência de
supressão do air core devido a presença do UCD nas condições estudadas.
Abstract
The clogging of hydrocyclones that are part of the solids control system in the oil industry
is a recurrent operational problem. This occurs, mainly, due to the agglomeration of fine
solids in the underflow duct and also due to the incidence of particles with a higher size
range than those specified for the equipment. Another common issue, which results in a
poor performance, is the formation of an air core in the lowpressure zone of the separator.
In this study, an innovative device, attached to the underflow output of the hydrocyclone,
was developed in order to minimize those problems. Named UCD (Unclog Conical
Device), the device intends to mechanically adjust the apex area, in a fast and accurate
manner, and thus create oscillations in inlet pressure and flows, constituting a safety
system to prevent and remedy clogging and air core formation. To achieve such
objectives, tests were conducted to comprehend the clogging process, through which were
found conditions which the device was able not only to prevent cloggings but also
increase the concentration capacity of the separator of 2,5 to 11,2, while acting in what
was labeled “preclogging situation”. In parallel, numerical simulations were also
conducted, proving a tendency of air core suppression due to the presence of the UCD in
the studied conditions.
Palavras-chave
Unclog conical device, Sistema de controle de sólidos, Obstrução, Separação sólido-líquido, Simulações numéricas, Solids control system, Obstruction, Solid-liquid separation, Numerical simulation
Citação
SILVA, Joaquim Moroni da. Análise e desenvolvimento de um dispositivo para prevenção de entupimento em hidrociclones. 2021. 65 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.113.