Reactor fluidizado

Universidad Técnica Particular de Loja
La Universidad Católica de Loja
Cinética Química e Ingeniería de las Reacciones
Datos Informativos:

Nombre: Paúl Casanova
Carrera: Ingeniería Química
Profesor(a): Ing. Paulina Aguirre
Fecha: 18 de mayo de 2015

Reactor de Lecho Fluidizado

Los reactores de lecho fluidizado sonreactores trifásicos gas-líquido-sólido, formados por un lecho de partículas de pequeño tamaño sobre las que se mantiene adherida la biomasa y a través del cual circula un fluido con una velocidad lo suficientemente elevada como para provocar la fluidización del lecho, tal y como muestra el esquema.



Para lograr estas altas velocidades de flujo, suele ser necesario recircular parte delefluente. En estos reactores, la mayor parte de la biomasa se encuentra adherida, siendo muy pequeña la fracción que se encuentra en suspensión (Encina, 2010).

Diseño del Reactor.-
Las partículas que forman el lecho fluidizado tienen un comportamiento típicamente no estacionario. Al arrancar el reactor, el lecho está formado por partículas de material inerte, con características físico-químicasseleccionables por el diseñador. A medida que los microorganismos se adhieren a la superficie, la densidad, tamaño y forma de las biopartículas evoluciona, obligando a modificar las condiciones de operación. Por otra parte, en la fase de arranque, el reactor es un sistema bifásico sólido-líquido. A medida que se desarrolla la actividad microbiana en el lecho, se produce gas, de forma que un reactor maduroes un sistema trifásico sólido-líquido-gas. Dado el número de variables que intervienen, la caracterización rigurosa de los parámetros de diseño de un reactor de lecho fluidizado resulta prácticamente imposible. Se recomienda los siguientes pasos en el diseño de estos digestores:
- Selección del material soporte y de sus características físicas como el tamaño, forma, densidad, dureza, áreaespecífica, rugosidad; y químicas como el carácter inerte o propiedades de adsorción).
- Elección de la expansión y cálculo de la velocidad superficial del líquido.
- Dimensionado del lecho (diámetro, altura) y de los sistemas de bombeo.
- Evaluación de los efectos causados por el crecimiento de la biopelícula.
- Efecto de la producción de biogás.

La fluidización de partículas de soporte ocurre auna velocidad lineal de fluido denominada crítica, que es dependiente de la densidad de las partículas y de la pérdida de presión en el interior del reactor (Encina, 2010).

Soportes para reactores de tipo lecho fluidizado.-
Cuando se opera con lechos fluidizados, el aspecto fundamental a considerar, dado el modo de operación de estas tecnologías, es el tamaño de partícula del soporte. Estaspartículas, además, deben tener forma y tamaño uniforme para obtener la fluidización uniforme del lecho en toda la longitud del digestor. Algunas de las propiedades físico-químicas del soporte cambian cuando se adhiere a él la biomasa, lo que hace que los RALF sean de difícil control. Otro parámetro a tener muy en cuenta es el coste del soporte.
Dentro de la amplia variedad de rellenos empleados paraeste tipo de reactores, la arena es el soporte inerte más utilizado dado su bajo precio. Sin embargo, se consiguen reducir costes energéticos trabajando con soportes de menor densidad que requieran velocidades superficiales más bajas para su fluidización. Esta es la razón de que se empleen también otros materiales, como biolita, puzolana, bentonita, sepiolita, vermiculita, carbón activo, carbóngranular y antracita, espuma de vidrio, polietileno, resinas sintéticas, etc. (Encina, 2010).

Ventajas de trabajo con este tipo de reactor.-
El aumento de la utilización en un reactor de lecho fluidizado en el mundo industrial de hoy en día es en gran parte debido a las ventajas inherentes de la tecnología.

- De partícula uniforme de mezcla: Debido al comportamiento fluido-como intrínseca del...