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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/21814| ORCID: |  http://orcid.org/0000-0002-3884-0166 |
| Document type: | Dissertação |
| Access type: | Acesso Aberto |
| Title: | Contribuição ao estudo do peneiramento vibratório operando com redução de pressão na região de secagem da tela |
| Alternate title (s): | Contribution to the study of vibrating sieves operating with reduction of pressure in the region of drying of the screen |
| Author: | Menezes, Anderson Lima de |
| First Advisor: | Malagoni, Ricardo Amâncio |
| First member of the Committee: | Ataíde, Carlos Henrique |
| Second member of the Committee: | Gedraite, Rubens |
| Third member of the Committee: | Assis, Wânderson de Oliveira |
| Summary: | Para o reaproveitamento do fluido de perfuração e atendimento às restrições ambientais, é necessária a separação entre o fluido e o sólido. Na unidade de tratamento de sólidos, a peneira vibratória é o primeiro equipamento, sendo responsável pela eficiência global do sistema, entretanto, diversas variáveis influenciam no desempenho desta. Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi desenvolver estudos sobre o teor de umidade residual e da porcentagem de sólidos retidos no peneiramento vibratório quando submetido à aplicação de vácuo em resposta as variações na força-g, inclinação da tela e concentração volumétrica de sólidos na alimentação. Utilizando uma suspensão composta por água, goma xantana, formaldeído (para simular o fluido de perfuração) e areia padronizada (para simular os sólidos). Os experimentos foram executados segundo um planejamento fatorial 3k para o peneiramento sem e com vácuo e foram realizados em um protótipo experimental de peneira vibratória em escala piloto com tela de 175 mesh e vazão de alimentação de 40 kg.min-1 de suspensão. Os resultados para o peneiramento sem vácuo indicaram que o mínimo de teor de umidade residual foi alcançado com a força-g de 3,0, inclinação de tela de 1,5º e concentração volumétrica de 6,0%; enquanto que a porcentagem de sólidos retidos obteve a condição máxima com a força-g de 3,0, inclinação da tela de 0º e concentração volumétrica de 2,0%. Já o peneiramento com vácuo obteve o menor teor de umidade residual com a força-g de 3,0, inclinação da tela de 3,0º e concentração volumétrica de 6,0%; enquanto que a maior porcentagem de sólidos retidos foi alcançado com força-g de 3,0, inclinação da tela de 0º e concentração volumétrica de 2,0% igual ao peneiramento sem vácuo; e ainda foi determinado a porcentagem de área molhada que obteve a menor condição com força-g de 5,0, inclinação da tela de 3,0º e concentração volumétrica de 6,0%. O ponto ótimo de operação contemplando o menor teor de umidade residual, a maior porcentagem de sólidos retidos e a menor porcentagem de área molhada foi alcançado com a força-g de 3,0, inclinação da tela de 0,825º e concentração volumétrica de 6,0%. Os resultados demonstraram a influência do vácuo na redução do teor de umidade residual dos sólidos retidos para a concentração de 2,0%. Conclui-se que os resultados obtidos demonstraram que as variáveis força-g, inclinação da tela e concentração volumétrica influenciam no teor de umidade residual, na porcentagem de sólidos retidos e na porcentagem de área ocupada pelo líquido (somente no peneiramento sob vácuo). Percebeu-se também a influência do vácuo sobre a secagem dos sólidos. Neste sentido, o estudo das variáveis operacionais deste trabalho é importante para a compreensão do peneiramento vibratório na separação sólido-líquido operando sob vácuo. |
| Abstract: | For the reuse of drilling fluid and compliance with environmental constraints, a separation of fluid and solid is required. In the solid treatment unit a vibrating screen is the first equipment, being responsible for the overall efficiency of the system, however several variables influence in its performance. Therefore, the objective of this work was to develop studies on the residual moisture content and the percentage of retained solids in the vibrating screen when subjected to vacuum application in response to variations in g-force, screen inclination and volumetric concentration of solids in the feed. Using a suspension composed by water, xanthan gum, formaldehyde (to simulate the drilling fluid) and standardized sand (to simulate the solids). The experiments were carried out in a 3k factorial design for non-vacum and vacuum screening and were performed in an experimental prototype of a pilot scale vibrating screen with 175 mesh screen and feed rate of 40 kg/min of suspension. The results for the non-vacuum sieving indicated that the minimum residual moisture content was reached with a 3.0 g-force, screen slope of 1.5° and volumetric concentration of 6.0%; while the percentage of retained solids obtained the maximum condition with a 3.0 g-force, screen inclination of 0º and volumetric concentration of 2.0%. On the other hand, the vacuum screen obtained the lowest residual moisture content with a 3.0 g-force, screen inclination of 3.0º and a 6% volumetric concentration; while the highest percentage of retained solids was reached with g-force of 3.0, screen slope of 0° and volumetric concentration of 2.0% equal to the screening without vacuum; and it was also determined the percentage of wet area that obtained the lowest condition with g-force of 5.0, screen slope of 3.0º and volumetric concentration of 6.0%. The optimum operating point considering the lowest residual moisture content, the highest percentage of retained solids and the lowest percentage of wet area was achieved with g-force of 3.0, screen slope of 0.825º and volumetric concentration of 6.0%. The results demonstrated the influence of vacuum on reducing the residual moisture content of the solids retained at the 2.0% concentration. It can be concluded that the results obtained in variation of the g-force, screen inclination and volumetric concentration influence the residual moisture content, the percentage of solids retained and the percentage of area occupied by the liquid (vacuum sieving only). The influence of the vacuum on the drying of the solids was also perceived. In this sense, the study of the variables of this work is important for the understanding of the vibrating sieving in solid-liquid separation under vacuum. |
| Keywords: | Peneiramento vibratório via úmida Wet vibration screening Recuperação do fluido de perfuração Recovery of drilling fluid Operação sob vácuo Vacuum operation Engenharia Química Poços de petróleo - Fluidos de perfuração Poços de petróleo - Perfuração |
| Area (s) of CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES DE SEPARACAO E MISTURA |
| Language: | por |
| Country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
| Program: | Programa de Pós-graduação em Engenharia Química |
| Quote: | MENEZES, Anderson Lima de. Contribuição ao estudo do peneiramento vibratório operando com redução de pressão na região de secagem da tela. 2018. 106 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2018. DOI http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2018.271. |
| Document identifier: | http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2018.271 |
| URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/21814 |
| Date of defense: | 20-Feb-2018 |
| Appears in Collections: | DISSERTAÇÃO - Engenharia Química |
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