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Sobre separações líquido-líquido usando sedimentadores por gravidade, e sua simulação em CFD



Misturador - Sedimentador construído 
pela empresa indiana Coroseal

A separação de dispersões líquido-líquido é encontrada numa gama diversa de processos tais como sistemas de reacção (por exemplo nitrações, sulfonações, etc.), petróleo / petroquímicos (por exemplo dessalinização, etc.) e aplicações hidrometalúrgicas (por exemplo, processos de extracção com solvente).

 A extração de solventes é amplamente utilizada em indústrias de processo hidrometalúrgico e químico. As operações hidrometalúrgicas envolvem extração líquido-líquido para a recuperação de metais de seus minérios. Vários equipamentos diferentes podem ser usados par ao efeito, tais como misturadores-sedimentadores, contatores de disco rotativo (RDC), contactores centrífugos, colunas com pulso, separadores horizontais de um ou dois estágios, etc. Tais processos requerem a separação das fases líquidas após o processo de extracção com solvente. Em sistemas misturar-sendimentador, o sedimentador ocupa a maior aprte do volume, levando à coalescência das gotas de líquido e, desejavelmente, à separação de fases.


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Para o projeto e operação ótimos de um sedimentador por gravidade contínuo, é importante ter uma visão sobre a interação dos fluxo convectivos, separação devido à flutuabilidade, coalescência binária e interfacial. Além disso, é essencial compreender os efeitos de parâmetros de projeto tais como o tamanho do sedimentador, a localização das entradas / saídas, os caudais, as propriedades físicas das fases e as peças de equipamento da unidade (defletores, placas, etc)


Torna-se portanto desejável modelar este equipamento e respetivo processo, podendo-se para o efeito usar Computational Fluid Dynamics (CFD). 

Foi isso que os investigadores indianos S.K. Panda, K.K. Singh, K.T. Shenoyb, e V.V. Buwarealziada realizaram recentemente (Chemical Engineering Journal 310 (2017) 120–133), validando experimentalmente um modelo para sedimentadores por gravidade criado no software open source OpenFOAM.

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