Mixing characteristics and gas hold-up of a bubble column

Authors


Abstract

The hydrodynamic behavior of a bubble column has been studied for various Newtonian and non-Newtonian liquids (water, glycerol, carboxymethylcellulose and polyacrylamide solutions). The mixing time, the power consumption, the circulation time and the gas hold-up have been measured in a cylindrical column (diameter: 0.254 m, height: 0.9 m) for three air sparger plates with different numbers and distributions of 1 mm diameter orifices. It is shown that the mixing efficiency decreases as the viscosity or the shear-thinning and elastic properties of the liquid increase. The viscosity of the liquid has little influence on the gas hold-up which is, however, strongly affected by the sparger plate characteristics and increases as the liquid phase becomes more elastic. A model for predicting gas hold-up is proposed.

Abstract

Le comportement hydrodynamique d'une colonne à bulles utilisant différents liquides newtoniens et non-newtoniens (eau, glycérol, solutions de carboxyméthylcellulose et de polyacrylamide) a été étudié. Le temps dc mélange, la puissance dissipée, le temps de circulation et le taux de vide ont été déterminés dans une colonne cylindrique (diamètre: 0.254 m, hauteur: 0.9 m). Trois différents types de distributeur d'air ont été utilisés. Tous possèdent des orifices de I mm de diamètre, mais le nombre et la rèpartition des orifices different de l'un à l'autre. On constate que l'efficacité de l'action de mélange décroît lorsque la viscosité du liquide augmente ou lorsque ses propriétés rhéofluidisantes et élastiques deviennent plus importantes. La viscosité du liquide a peu d'influence sur le taux de vide observé qui, par contre, varie beaucoup selon le type de plaque distributrice utilisé et augmente avec le caractère élastique du liquide. Un modèle pour la prédiction du taux de vide est proposé.

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