Cocurrent downflow of air and water in a two‐dimensional packed column

Christensen, G. M.; McGovern, Stephen J.; Sundaresan, Sankaran

doi:10.1002/aic.690321011

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“…A similar shift is observed when the liquid viscosity increases. The same qualitative results, under atmospheric conditions, have been reported by Chou et al (1977), Tosun (1983), Sai and Varma (1988), and Christensen et al (1986).…”

Section: Transition Between Trickle and Pulse Flowsupporting

confidence: 77%

“…The various operating procedures we used did not influence the transition. The absence of hysteresis for the transition has also been reported by Christensen et al (1986). This is in contrast to the findings of Levec et al (1986).…”

Section: Transition Between Trickle and Pulse Flowcontrasting

confidence: 56%

“…This has not been found for the viscous system and ceramic cylinders. et al (1986) and Christensen et al (1986) also reported higher values of the pressure gradient for the decreasing mode of operation. Besides, the same behavior was found for the liquid holdup.…”

Section: Hysteresismentioning

confidence: 94%

“…Besides, the same behavior was found for the liquid holdup. On the basis of visual observations at the reactor wall, Christensen et al (1986) concluded that at increasing flow rates, the liquid phase flows in the form of rivulets through the packing. This results in relatively low values of the holdup and pressure drop.…”

Section: Hysteresismentioning

confidence: 99%

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Hydrodynamics in a cocurrent gas‐liquid trickle bed at elevated pressures

et al. 1991

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Data on design and operation of trickle beds at elevated pressures are scarce. In this study the influence of the gas density on the liquid holdup, the pressure drop, and the transition between trickle and pulse flow has been investigated in a tricklebed reactor operating up to 7.5 MPa and with nitrogen or helium as the gas phase. Gas-liquid Part 1: Gas-Liquid Interfacial Areas IntroductionGas-liquid mass transfer processes in trickle-flow columns can be performed either in the cocurrent or countercurrent operation. From a hydrodynamic point of view, the cocurrent operation is preferable because it has no limitations in the gas and the liquid throughput. In cocurrent operation, only one equilibrium stage can be reached. The cocurrent gas-liquid trickle-flow operation is suitable when the transferred component is removed by a chemical reaction as is the case in threephase catalytic trickle-bed reactors. In this application, the transfer rate of the gaseous reaction component to the liquid bulk can play an important role on the overall conversion rate, especially when the intrinsic rate of reaction is relatively fast.Several published studies have dealt with gas-liquid mass transfer in the cocurrent downflow operation with packings typically used in absorption and desorption processes, such as AIChE JournalDecember 1991 saddles and rings, as well as for relatively small packings, dp< 4 mm with cylindrical or spherical geometry as generally used in catalytic trickle-bed reactors (see, for example, Gianetto and Silveston, 1986). From these studies, it can be concluded that the gas-liquid mass transfer rate, especially the gas-liquid interfacial area, depends strongly on the hydrodynamic flow pattern. In the trickle-flow regime, resistances for mass transfer are larger than the resistances in the spray-, pulse-and bubbleflow regime. Further, investigations on gas-liquid mass transfer at pressures above atmospheric conditions are hardly available. In industrial practice, the catalytic trickle beds always operate at elevated pressures to increase the concentration of the gaseous component in the liquid phase. In previous studies (Wammes et al., 1990a,b), we have shown that pressure has a strong influence on the hydrodynamics in a trickle-flow col- Vol. 37, No. 12 1849umn. The operating region for trickle flow becomes larger at higher pressures. In contrast to atmospheric trickle-flow conditions, the liquid holdup depends strongly on the gas velocity at elevated pressures. In this study, we investigate whether or not pressure also has an influence on the specific gas-liquid interfacial areas in the cocurrent trickle-flow operation. Greenfield (1978, 1979) and Levec et al. 1986Levec et al. , 1988 found experimentally that the liquid holdup and the pressure drop can exhibit hysteresis. Because the gas-liquid interfacial area is likely to be related to the holdup and pressure drop, we also pay attention to possible hysteresis phenomena for the interfacial areas.The gas-liquid interfacial area can be determined by usi...

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Section: Transition Between Trickle and Pulse Flowsupporting

confidence: 77%

Section: Transition Between Trickle and Pulse Flowcontrasting

confidence: 56%

Section: Hysteresismentioning

confidence: 94%

Section: Hysteresismentioning

confidence: 99%

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Hydrodynamics in a cocurrent gas‐liquid trickle bed at elevated pressures

et al. 1991

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“…La vitesse moyenne du liquide dans le bouchon est donc supérieure à celle dans la poche gazeuse. La vitesse du bouchon est déterminée par la vitesse interstitielle du gaz tandis que la fréquence de passage des bouchons dépend de la vitesse superficielle du liquide en excès par rapport à la valeur critique caractérisant la transition (Blok et Drinkenburg, 1982 ;Christensen et al, 1986).…”

Section: Phénoménologie Des Régimes Hydrodynamiquesunclassified

Revue des aspects hydrodynamiques des réacteurs catalytiques gaz-liquide-solide à lit fixe arrosé

Attou

Boyer

1999

Oil & Gas Science and Technology - Rev. IFP

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Résumé -Bien que les aspects hydrodynamiques soient d'une importance primordiale lors de la conception et du fonctionnement d'un réacteur gaz-liquide-solide à lit fixe arrosé, les méthodes de calcul prédictif proposées sont restées fort rudimentaires. La plupart des études portant sur ce sujet ont été menées dans des conditions quasi atmosphériques alors que les réacteurs industriels fonctionnent à des pressions élevées. C'est seulement récemment que quelques résultats expérimentaux ont été obtenus à des hautes pressions, et des corrélations ont été proposées dans ces conditions pour prédire la transition entre les régimes ruisselant et pulsé, la perte de pression et le taux de rétention de liquide. L'objectif de cet article est double. D'une part, une synthèse y est présen-tée ; elle fait état des connaissances acquises sur les divers aspects hydrodynamiques du réacteur triphasique à lit fixe, incluant les récents développements réalisés à hautes pressions. D'autre part, les modèles et les corrélations actuels de transitions de régimes, de la perte de pression et du taux de rétention de liquide sont soumis à une analyse critique en confrontant leurs prédictions à l'ensemble des données expérimentales obtenues pour un large intervalle de la pression de fonctionnement du réacteur. Des conclusions objectives ont pu être tirées concernant les aptitudes des corrélations et des modèles actuels à être utilisées pour les calculs de conception des réacteurs triphasiques à lit fixe industriels. Malheureusement, il apparaît qu'aucun modèle de transitions entre les régimes ruisselant et pulsé n'est satisfaisant. Seule la corréla-tion empirique de Larachi et al. (1993) s'avère être jusqu'à présent la méthode la plus précise pour prédire la position de la frontière entre les régimes ruisselant et pulsé dans un large domaine de la pression de fonctionnement. Par ailleurs, aucune corrélation empirique de la perte de pression et du taux de rétention de liquide ne correspond à une erreur relative moyenne de prédiction acceptable. Seul le modèle phénoménologique étendu d 'AlDahhan et al. (1998) semble constituer une technique satisfaisante pour la prédiction des deux paramètres hydrodynamiques en régime ruisselant. Néanmoins, son principal inconvénient réside dans la nécessité de déter-miner préalablement les deux coefficients du modèle au moyen d'expériences sur des écoulements monophasiques gazeux. De telles expériences restent difficiles à réaliser dans la pratique. Il est cependant regrettable de constater qu'aucune des ces méthodes, qui se distinguent par leurs résultats, n'est basée sur une approche physique des phénomènes hydrodynamiques permettant d'améliorer la connaissance de ces écoulements et de prédire leur comportement en dehors des domaines de conditions expérimentales testées. De ce travail, il ressort la nécessité d'appliquer les outils classiques de la mécanique des fluides diphasique à la description de ces écoulements, en apportant une attention particulière aux phénomènes d'interactions hydrodynamiques auxqu...

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Three‐Phase Trickle‐Bed Reactors

Westerterp¹,

Wammes²

2000

Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry

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The article contains sections titled: 1. Introduction 2. Design 2.1. Flow Regimes 2.2. Liquid Holdup 2.3. Pressure Drop 2.4. Mass Transfer 2.4.1. Gas‐Side Mass Transfer 2.4.2. Liquid‐Side Mass Transfer 2.4.3. Liquid ‐ Solid Mass Transfer 2.5. Heat Transfer 2.6. Wetting Efficiency 3. Scale‐Up 4. Industrial Applications

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Cocurrent downflow of air and water in a two‐dimensional packed column

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Hydrodynamics in a cocurrent gas‐liquid trickle bed at elevated pressures

Hydrodynamics in a cocurrent gas‐liquid trickle bed at elevated pressures

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