Plantas Piloto Educacionais de Tratamento Ambiental e de Água
Unidade Piloto Educacional de Operações Unitárias de Captura de Dióxido de Carbono em Escala de Bancada
Número do item : LPK-CEBJ
O preço varia com base em especificações e personalizações
- Concentração de Produto de CO₂
- ≥ 90% após separação
- Faixa de Temperatura de Regeneração
- 100°C a 300°C
- Composição do Gás de Alimentação
- Mistura de Nitrogênio e Dióxido de Carbono (tipicamente na proporção 15:85)
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Introdução
A Unidade Piloto Educacional de Operações Unitárias de Captura de Dióxido de Carbono é um sistema de laboratório em escala de bancada projetado para departamentos de engenharia universitários. Ela simula os processos industriais de separação de dióxido de carbono (CO₂), adsorção e purificação de gás. Ao utilizar um sistema de múltiplas torres para processar misturas de gases, esta unidade oferece aos alunos experiência prática em contato gás-sólido, dinâmica de fluidos e termodinâmica, preenchendo a lacuna entre conceitos teóricos de sala de aula e aplicações práticas de engenharia.
Para garantir que este sistema esteja alinhado com currículos institucionais específicos e diretrizes de pesquisa, a LABPARK oferece opções personalizáveis. Tanto as configurações de hardware (como dimensões do reator, faixas de sensores e layouts de tubulação) quanto as interfaces de controle de software podem ser adaptadas para atender aos requisitos acadêmicos e de laboratórios únicos.
Principais Características Pedagógicas e Vantagens do Sistema
- Simulação de Processo Industrial: Demonstra a separação de misturas de gases nitrogênio/dióxido de carbono, permitindo que os alunos alcancem concentrações de produto ≥ 90% de CO₂ e estudem técnicas industriais de captura de carbono.
- Configuração de Adsorção de Múltiplas Torres: Apresenta uma configuração de separação de quatro torres, permitindo o estudo de operações cíclicas contínuas, adsorção por oscilação de pressão (PSA) e adsorção por oscilação de temperatura (TSA).
- Ativação Flexível de Adsorventes: Suporta ativação de duplo método via bombeamento a vácuo e purga de gás inerte em alta temperatura (100–300°C) para demonstrar princípios de regeneração térmica e por pressão.
- Sistema de Controle Aberto Inteligente: Utiliza um sistema de controle elétrico modular integrando monitoramento de sinal de 32 canais e ajustes programáveis de código aberto para treinamento prático de controle de processo.
- Instrumentação Analítica Precisa: Equipado com controladores de vazão mássica de múltiplas faixas e analisadores dedicados de concentração de gás N₂/CO₂ para monitoramento em tempo real e coleta de dados.
- Design Robusto e Móvel: Construído com tubulações de aço inoxidável de grau industrial e uma estrutura durável de liga de alumínio móvel com rodízios traváveis, facilitando a fácil realocação e durabilidade a longo prazo em laboratórios de ensino movimentados.
Detalhes e Peças
Especificações Técnicas
| Parâmetro | Descrição / Capacidade |
|---|---|
| Composição do Gás de Alimentação | Mistura de Nitrogênio e Dióxido de Carbono (tipicamente proporção 15:85 ou personalizável) |
| Concentração do Produto de CO₂ | ≥ 90% após separação |
| Faixa de Temperatura de Regeneração | 100°C a 300°C via controle de jaqueta de aquecimento elétrico |
| Métodos de Regeneração | Dessorção a vácuo e purga de gás inerte térmico |
| Interface de Controle | CLP modular com monitoramento de sinal de 32 canais e capacidade de programação de código aberto |
| Sensores e Ferramentas Analíticas | Medidores de vazão mássica térmica em linha, transmissores de pressão eletrônicos e analisadores de gás duplo (N₂/CO₂) |
| Materiais Estruturais | Tubulação de aço inoxidável resistente à corrosão (SUS304/316) e uma estrutura de montagem de liga de alumínio |
Mapeamento Curricular e Módulos Experimentais
Os módulos experimentais desta planta piloto correspondem a conceitos centrais nos currículos de engenharia química, ambiental e de processos.
| Módulo Experimental | Resultados de Aprendizagem do Aluno | Terminologia de Livros Didáticos Relevantes |
|---|---|---|
| Cinética de Adsorção e Análise de Curva de Saturação | Medição de perfis de concentração ao longo do tempo; determinação da capacidade de saturação e zonas de transferência de massa dentro de leitos empacotados. | Adsorção de Gás, Curvas de Saturação, Coeficiente de Transferência de Massa |
| Dessorção e Regeneração de Adsorvente | Comparação da regeneração térmica a vácuo com a purga de gás inerte; cálculo da eficiência energética e taxas de dessorção. | Regeneração de Adsorvente, Dessorção Térmica, Adsorção por Oscilação a Vácuo |
| Projeto e Controle de Processo Cíclico | Configuração de sequências de comutação de válvulas para estabelecer ciclos de separação contínuos; ajuste dos tempos de ciclo para otimizar a recuperação. | Projeto de Processo Cíclico, Adsorção por Oscilação de Pressão (PSA), Controle de Processo |
| Balanço de Massa e Avaliação de Rendimento | Realização de balanços globais de materiais; determinação das taxas de recuperação de separação de gás e fatores de pureza. | Balanços de Materiais, Operações Unitárias de Separação de Gás, Fatores de Separação |
Alinhamento com Currículos Acadêmicos e Livros Didáticos Clássicos
Esta planta piloto foi projetada para apoiar trabalhos de curso em Engenharia Química, Engenharia Ambiental e Tecnologia Energética. Os processos físicos demonstrados pelo equipamento alinham-se diretamente com as operações unitárias padrão descritas em principais livros didáticos de engenharia:
- Unit Operations of Chemical Engineering: A planta piloto fornece uma demonstração concreta de equilíbrios de adsorção de gás, coeficientes de transferência de massa e operação de leitos empacotados. Os alunos podem observar como a mudança na pressão, temperatura e vazão de alimentação altera a forma das curvas de saturação e a eficiência geral da zona de transferência de massa.
- Transport Processes and Unit Operations: O equipamento serve como um modelo físico para estudar difusão molecular em gases, transferência de massa entre fases e fenômenos de transporte convectivo dentro de meios porosos sob perfis variados de temperatura e pressão.
- Chemical Engineering Design: Ao analisar a configuração de quatro torres, tubulação de processo, posicionamento de sensores e malhas de controle, os alunos ganham visão prática sobre projeto de processo, instrumentação, layout de tubulação e parâmetros de segurança do sistema.
Para acomodar projetos de pesquisa especializados ou metodologias de ensino departamentais específicas, tanto a arquitetura de hardware quanto os algoritmos de controle de software desta planta piloto educacional podem ser personalizados. Isso garante que o equipamento se integre aos espaços de laboratório existentes e se alinhe aos programas de cursos específicos.
Sobre a LABPARK
A LABPARK dedicou mais de 20 anos a servir instituições de ensino superior em todo o mundo, fornecendo equipamentos de treinamento de engenharia de alta qualidade e sistemas em escala piloto. Focamos em seis áreas acadêmicas e de pesquisa centrais: Química, Engenharia Química, Biotecnologia, Engenharia de Alimentos, Engenharia Farmacêutica e Engenharia Ambiental.
Apoiada por uma base de produção e pesquisa que abrange 4,9 hectares (49.000 metros quadrados), a LABPARK detém 209 patentes técnicas. Até hoje, parceirizamos com mais de 289 universidades e faculdades globalmente, entregando soluções educacionais robustas e alinhadas ao currículo que preparam a próxima geração de engenheiros para os desafios industriais.
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