Gas-Liquid reactions in packed beds: Regimes of reaction in the static hold-up

Authors


  • NCI, Communicaton No. 2276.

Abstract

The interfacial area in a packed bed may be divided into two parts, i.e. the interracial area corresponding to the dynamic hold up, and that corresponding to the static hold up. Although both these parts contribute towards gas absorption, the effectiveness of the interfacial area of the static hold up in a packed bed for gas absorption with a chemical reaction can become quite low (which leads to a reduction in the effective interfacial area) if there is a significant depletion of the liquid phase reactant in the static hold up. If this depletion is severe enough, then the chemical reaction in the static hold up may fall into the slow reaction regime, i.e. unreacted gas phase component may exist in the bulk of the static hold up. In this paper, a general procedure is developed for calculating the effective interfacial area in a packed bed which is applicable for all possible reaction regimes that may exist in the static hold up. An approximation is proposed for cases involving the slow reaction regime in the static hold up. This approximation is applicable to reactions with any form of kinetics. It is shown to predict the effective interfacial area with sufficient accuracy in the case of a second order reaction.

Abstract

On peut diviser l'aire interfaciale dans un lit garni en deux parties: celle qui correspond à la rétention dynamique et celle qui a trait à la rétention statique. Les deux parties contribuent à l'absorption du gaz; tontefois, l'efficacité de l'aire interfaciale de la rétention statique, dans un lit garni pour l'absorption de gaz avec réaction chimique, peut devenir très faible (ce qui conduit à une diminution de l'aire interfaciale effective), s'il y a un apprauvrissement important du réactif en phase liquide dans la rétention statique. Si cet appauvrissement est assez important, la réaction chimique dans la rétention statique peut avoir lieu en régime de réaction lente, c'est-à-dire qu'il peut exister, dans le volume de la rétention statique, un réactif de la phase gazeuse non consommé par la réaction. On a établi. dans le présent travail, une procédure générate pour calculer l'aire interfaciale efficace dans un lit garni; elle peut appliquer à tous les régimes possibles de réactions qui peuvent exister dans la rétention statique. On propose une approximation pour les cas qui impliquent un régime de réaction leute dans la rétention statique; celle-ci s'applique aux réactions impliquant toute forme de cinétique et l'on a constaté qn'elle prévoit l'aire interfaciale efficace avec une précision suffisante dans le cas d'une réaction de second ordre.

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