Gas—liauid mass transfer in three-phase stirred tank reagors: Newtonian and non-newtonian fluids

Authors


Abstract

Gas—liquid mass transfer has been investigated in gas—liquid-solid three-phase stirred tank reactors with Newtonian and non-Newtonian liquids. Volumetric mass transfer coefficients and gas hold-ups were measured in a 0.2 m i.d. stirred tank reactor and the effects of low-density polymeric particles (ρs, =1030 and 1200 kg/m3; up to 15 vol%) on gas—liquid mass transfer were examined. The volumetric mass transfer coefficients in water were found to decrease due to the presence of solid particles at constant impeller speed and superficial gas velocity. On the other hand, solids loading led to higher mass transfer rates in non-Newtonian carboxymethyl cellulose aqueous solutions. Our previously proposed model for mass transfer in gas—liquid two-phase systems was extended to gas—liquid—solid three-phase systems. Reasonable agreement was found between the predictions of the proposed model and the experimental data.

Abstract

On a étudié le transfert de matière gaz-liquide dans des réacteurs à réservoirs agités gaz-liquide-solide triphasiques avec des liquides newtoniens et non newtoniens. Les coefficients volumétriques de transfert de matière et les retentions de gaz ont été mesurées dans un réacteur à réservoir agité de 0.2 de diamètre intérieur, et on a examiné les effets de par-ticules polymékiques de faible densité (ρs, = 1030 et 1200 kg/m3; jusqu' à 15% en volume) sur le transfert de matière gaz-liquide. On a trouvé que les coefficients volumétriques de transfert de matière dans l'eau diminuaient du fait de la présence de particules solides à vitesse de turbine et vitesse de gaz superficielle constantes. Par ailleurs, on a noté que le chargement en solides menait à de plus grandes vitesses de transfert de matière dans des solutions aqueuses non new-toniennes de carboxyméthyl cellulose. Notre ancien modéle propose pour le transfert de matière dans des systèmes gaz-liquide biphasiques a été étendu à des systémes gaz-liquide-solides triphasiques. Un accord raisonnable a été trouvé entre les prédictions du modèle proposé et les données expérimentales.

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