Axial mixing of liquid in a turbulent-bed contactor

Authors

  • B. H. Chen,

    1. Department of Chemical Engineering, McGill University, and The Pulp and Paper Research Institute of Canada, Montreal, Quebec
    Current affiliation:
    1. Department of Chemical Engineering, Nova Scotia Technical College, Halifax, Nova Scotia
    Search for more papers by this author
  • W. J. M. Douglas

    1. Department of Chemical Engineering, McGill University, and The Pulp and Paper Research Institute of Canada, Montreal, Quebec
    Search for more papers by this author

  • Based on a paper presented to the C.I.C. 16th Canadian Chemical Engineering Conference, Windsor, Ontario, October 16–19, 1966

Abstract

The axial dispersion of liquid in a 12-in. turbulent-bed contactor has been investigated for three packing sizes: ½-in., 1-in. and 1½-in. The gas and liquid flow rates were varied from 500 to 2700 lb./(hr.)(sq. ft.) and from 1500 to 11,000 lb./(hr.)(sq. ft.) respectively. The transient response technique using KCl solution as the tracer was employed for this purpose.

The experimentally determined residence-time distribution curves were interpreted by means of a one-dimensional dispersion model. The axial dispersion coefficient, DL, was found to increase with increasing gas flow rate, liquid flow rate, or packing size. In terms of Peclet number (NPe = ū dp/DL), the present data showed that NPe was dependent on Reynolds number (Nmath image, = dp ū ρ/μ), Gallileo number (NGa = dp3ρ3g/μ2), and reduced gas mass velocity (Δ = (G-Gmf)/Gmf), but the ratio of the Peclet number for a turbulent contactor to the Peclet number for a fixed-bed contactor, NPe/NPeo, depended only on Δ, and the diameter ratio dp/dt. A correlation of NPe/NPeθo with Δ and dp/dt is presented.

Abstract

On a étudié la dispersion axiale d'un liquide dans un contacteur à lit turbulent de 12 pouces, en utilisant trois dimensions de garniture, à savoir ½ pouce, 1 pouce et 1½ pouce. On a fait varier les vitesses d'écoulement du gaz et du liquide respectivement entre 500 et 2700 livres à l'heure par pied carré et 1500 à 11000 livres à l'heure par pied carré; on a utilisé, dans ce but, la méthode de réponse transitoire avec une solution de chlorure de potassium comme traceur.

On a interprété les courbes de répartition du temps de séjour déterminées expérimentalement au moyen d'un modèle à dispersion d'une seule dimension. On a trouvé que le coefficient DL de dispersion axiale augmentait avec les vitesses d'écoulement du gaz et du liquide et les dimensions de la garniture. Les résultats actuels exprimés en nombre de Peclet (NPe = ū dp/DL) ont demontré que NPe dépendait du nombre de Reynolds (Nmath image = dp ū ρ/μ), du nombre de Galilée (NGa = dp3ρ2g/μ2) et de la vélocité ré-duite de la masse du gaz (Δ = (G-Gmf)/Gmf), mais le rapport entre le nombre de Peclet pour un contacteur turbulent et celui qui correspond à un contacteur à lit fixe NPe/NPea n'a dépendu que de Δ et du rapport entre les diamètres dp/dt. On présente une correlation entre NPe/NPeo d'une part et Δ et dp/dt d'autre part.

Ancillary