بررسي اثر فشار بر ميزان ماندگي گاز در راكتورهاي حبابي و دوغابي

Investigating the Effect of Pressure on Gas Holdup of Bubble and Slurry Bubble Columns

در صنعت، معمولاً ستون راكتورهاي حبابي و دوغابي در فشارهاي بالاي اتمسفري در حدود Bar ا7-35 كار مي‌كنند. با وجود بررسي‌هاي زيادي كه در مورد ستون‌هاي حبابي و دوغابي انجام شده، تعداد مطالعات آزمايشگاهي صورت گرفته در فشار بالا بسيار محدود مي‌باشد. در اين مقاله، اثر فشار و غلظت جامد بر روي ماندگي كلي گاز با استفاده از آزمايش اختلاف فشار بررسي شده است. آزمايش‌هاي انجام شده در اين مطالعه با استفاده از گازهاي نيتروژن و هوا، سيال پارافين و سيليس به عنوان جامد در يك ستون راكتوري به قطر cm 16 و ارتفاع m 8/2 انجام گرفته است. محدوده فشار مطالعه شده در اين تحقيق بين Bar ا7-18 است. مشاهده شد كه افزايش فشار عملياتي، موجب افزايش ماندگي كلي افزوده مي‌شود. همچنين شدت اثر افزايش فشار بر روي ماندگي كلي گاز با افزايش غلظت جامد كاهش مي‌يابد. در نهايت، معادله‌اي جهت برآورد ماندگي كلي گاز براي فشارهاي بالا بر حسب چگالي گاز (?g)، سرعت ظاهري گاز (Ug)، چگالي دوغاب (?SL)، ويسكوزيته دوغاب (?SL) و كشش سطحي مايع (?L) ارايه شد.

Bubble and slurry bubble column reactors usually work under pressures beyond the atmosphere in the industries. Although many studies have been done about bubble and slurry bubble column reactors, experimental studies under elevated pressure are very limited. In this study, the effects of pressure and slurry concentration on the gas holdup have been investigated by using pressure difference tests. The experiments of this study are made under pressures up to 18 bar and paraffin and silica are used as the liquid and solid contents. Increasing the operation pressure leads to an increase in gas holdup. It is also found out that the effect of pressure is vanished by increasing the slurry concentration. The experiments are performed in a column with a diameter of 16 cm and a height of 2.8 m. The gases used are nitrogen and air. Finally, a new experimental correlation is developed as a function of gas density (?g), superficial velocity of gas (Ug), slurry density (?SL), slurry viscosity (?SL), and liquid surface tension (?L); the correlation is obtained by using the data extracted from this investigation and is in good agreement with the experimental data.