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Gas holdup in a two-phase reversed flow jet loop reactor

Authors

  • S. M. Wagh,

    Corresponding author
    1. Laxminarayan Institute of Technology, Rashtrasant Tukadoji Maharaj Nagpur University, Opposite Bharatnagar, Amravati Road, Nagpur, Maharashtra 440033, India
    • Laxminarayan Institute of Technology, Rashtrasant Tukadoji Maharaj Nagpur University, Opposite Bharatnagar, Amravati Road, Nagpur, Maharashtra 440033, India.
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  • K. V. Koranne,

    1. Laxminarayan Institute of Technology, Rashtrasant Tukadoji Maharaj Nagpur University, Opposite Bharatnagar, Amravati Road, Nagpur, Maharashtra 440033, India
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  • R. B. Mankar,

    1. Laxminarayan Institute of Technology, Rashtrasant Tukadoji Maharaj Nagpur University, Opposite Bharatnagar, Amravati Road, Nagpur, Maharashtra 440033, India
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  • R. L. Sonolikar

    1. Laxminarayan Institute of Technology, Rashtrasant Tukadoji Maharaj Nagpur University, Opposite Bharatnagar, Amravati Road, Nagpur, Maharashtra 440033, India
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Abstract

Experimental investigations have been carried out in Reversed Flow Jet Loop Reactor (RFJLR) to study the influence of liquid flow rate, gas flow rate, immersion height of two-fluid nozzle in reactor and nozzle diameter on gas holdup without circulation, that is, gas–liquid mixture in draft tube only (Egd) and gas holdup with circulation loop (Eg). Also critical liquid flow rate required for transition from draft tube to circulation loop has been determined. Gas holdup was measured by isolation valve technique. Gas holdup in draft tube and circulation loop increased with increase in liquid flow rate and gas flow rate. It is observed that the increased flow rate is required for achieving a particular value of gas holdup with larger nozzle diameter. Nozzle at the top edge of draft tube have higher gas holdup as compared to other positions. It has been noted that, no significant recirculation of gas bubbles into the top of draft tube from annulus section has been observed till a particular liquid flow rate is reached. A plot of gas holdup with no circulation and with circulation mode determines minimum liquid flow rate required to achieve complete circulation loop. Critical liquid flow rate required to achieve complete circulation loop increases with increase in gas flow rate and is minimum at lowest immersion height of two-fluid nozzle.

Abstract

Des investigations expérimentales ont été effectuées dans un réacteur à jet et à boucle de circulation à écoulement inversé pour étudier l'influence du taux d'écoulement du liquide, du taux d'écoulement de gaz, de la hauteur d'immersion de deux buses à fluides dans le réacteur et du diamètre de la buse sur la retenue de gaz sans circulation c.-à-d. le mélange gaz-liquide dans le tube d'aspiration seulement (Egd) et sur la retenue de gaz avec boucle de circulation (Eg). Le taux d'écoulement critique du liquide exigé pour la transition du tube d'aspiration jusqu'à la boucle de circulation a également été déterminé. La retenue de gaz a été mesurée en utilisant la technique de vanne d'isolement. La retenue de gaz dans le tube d'aspiration et la boucle de circulation a augmenté avec l'accroissement des taux d'écoulement du liquide et de gaz. Une augmentation substantielle du taux d'écoulement du liquide a été observée pour un même Eg en fonction de l'augmentation du diamètre des buses et la buse se trouvant au bord supérieur du tube d'aspiration a une retenue de gaz plus élevée. Il a été noté qu'aucune recirculation significative de bulles de gaz dans la goulotte de descente de l'espace annulaire n'a été observée jusqu'à ce qu'un taux d'écoulement particulier du liquide ne soit atteint. Un tracé de retenue de gaz avec et sans circulation et détermine le taux minimum d'écoulement de liquide requis pour réaliser une boucle complète de circulation. Le taux minimum d'écoulement requis pour réaliser la boucle complète de circulation augmente avec l'accroissement du taux d'écoulement de gaz et est au minimum à la hauteur minimum d'immersion des deux buses à fluides (Hn = 50 mm).

Ancillary