Radial liquid distribution in cocurrent two-phase downflow in packed beds

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Abstract

Radial liquid distribution was measured experimentally for cocurrent, two-phase downflow in packed beds. The effects of bed length, water and air flow rates, and type of packing were determined. The experimental data were obtained in the gas-continuous, transition and pulsing trickling-flow regimes. For all finite air rates, the liquid velocity profiles were approximately flat with the maximum average velocity occurring at the center of the packed column. Increasing the air rate increased the center liquid velocity. The gas rate effect was more pronounced in shorter beds. At higher gas rates the liquid rate had less effect on the radial liquid distribution than at lower gas rates. Operation at higher liquid rates resulted in a flatter radial liquid veilocity profile. It was observed that the bed of pellets operated at high liquid rate and low gas rate was unstable. Increasing the bed height increased the stability of the system and a better liquid distribution was obtained. The effects of water flow rate, bed length, and packing type on the shape of the liquid velocity profiles were minor.

Abstract

On a mesuré expérimentalement la distribution radiale d'un liquide, dans le cas d'un écoulement descendant à deux phases concourantes dans des lits garnis. On a déterminé les effets de la longueur du lit, des taux d'écoulement de l'eau et de l'air, et du type de garnissage. On a obtenu les résultats expérimentaux dans le cas des systèmes d'écoulement de transition, à continuité gazeuse et à faible débit avec impulsions. Dans le cas de tous les taux finis d'air, les profits de vitesse du liquide ont été à peu près uniformes et la vitesse maximale et moyenne s'est produite au centre de la colonne garnie; l'accroissement du taux d'air a créé une augmentation de la vitesse du liquide au centre précité. L'effet du taux du gaz a été plus prononcé dans les lits plus courts et, à des taux de gaz élevés, le taux du liquide a eu moins d'influence sur la distribution radiale de celui-ci que lorsque ces taux étaient faibles. On a obtenu un profil plus uniforme de la vitesse radiale du liquide lorsque les taux de celui-ci étaient plus élevés. On a observé que le lit des pastilles était instable lorsque le taux du liquide était élevé et celui du gaz faible. L'accroissement de la hauteur du lit a amélioré la stabilité du système et assuré une meilleure distribution du liquide. Les effets produits par le taux d'écoulement de l'eau, la longueur du lit et le type de garnissage sur l'allure des profils de vitesse du liquide se sont avérés peu importants.

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