Get access

Pressure gradients, voidage and gas flow in the annulus of spouted beds

Authors

  • Y.-L. He,

    1. Department of Chemical and Biological Engineering, University of British Columbia, 2216 Main Mall, Vancouver, BC V6T 1Z4, Canada
    Search for more papers by this author
  • C. Jim Lim,

    1. Department of Chemical and Biological Engineering, University of British Columbia, 2216 Main Mall, Vancouver, BC V6T 1Z4, Canada
    Search for more papers by this author
  • John R. Grace

    Corresponding author
    1. Department of Chemical and Biological Engineering, University of British Columbia, 2216 Main Mall, Vancouver, BC V6T 1Z4, Canada
    • Department of Chemical and Biological Engineering, University of British Columbia, 2216 Main Mall, Vancouver, BC V6T 1Z4, Canada
    Search for more papers by this author

Abstract

Parallel measurements of pressure gradients with a differential pressure probe and voidage profiles with a fibre optic system have been carried out to study gas flow distributions in the annulus of spouted beds. The observation of Grbavcic et al. (1976) that for a given fluid-solid combination and column geometry the annulus pressure gradient at any bed level is independent of bed depth was corroborated again. Calibration curves of pressure drops versus superficial gas velocities for beds of voidage higher than the loose-packed voidage were obtained by applying the Ergun (1952) equation, making it possible to estimate superficial gas velocities in the annulus using the static pressure gradient method. The local superficial gas velocity in the annulus was found to be higher in a deep bed than in a shallow bed of the same material, contrary to the conclusion (Grbavcic et al., 1976) that, for a given fluid-solid combination and column geometry, the annulus fluid velocity at any level is independent of bed depth. Theoretical models and equations which do not account for the conical geometry near the bottom were found to underpredict superficial gas velocities in the annulus. Increasing the spouting gas flow was found to increase the net gas flow through the annulus.

Abstract

Afin d'étudier la distribution de l'écoulement du gaz dans l'espace annulaire des lits jaillissants, on a effectué en parallèle des mesures de gradient de pression à l'aide d'une sonde de pression différentielle et des profils de vide avec un système à fibres optiques. L'observation de Grbavcic et al. (1976) selon laquelle pour une combinaison fluide—solide et une géométrie de colonne données le gradient de pression de l'espace annulaire pour tout niveau du lit est indépendant de la profondeur du lit est de nouveau corroborée. Des courbes de calibration de pertes de charge en fonction des vitesses de gaz superficielles pour des lits ayant un degré de vide supérieur à celui d'un lit garni non tassé, ont été obtenues en appliquant l'équation d'Ergun (1952). Ceci a permis l'estimation des vitesses de gaz superficielles dans l'espace annulaire à l'aide de la méthode des gradients de pression statique. On a trouvé que la vitesse de gaz superficielle locale dans l'espace annulaire était plus grande dans un lit profond que dans un lit peu profond contenant le měme matériau, contrairement à la conclusion (Grbavcic et al., 1976) voulant que, pour une combinaison fluide-solide et une géométrie de colonne données, la vitesse du fluide dans l'espace annulaire pour tout niveau du lit soit indépendante de la profondeur du lit. II s'avère que les modèles et les équations théoriques ne tenant pas compte de la géométrie conique près du fond sous-estiment les vitesses de gaz superficielles dans l'espace annulaire. On constate également que l'augmentation de l'écoulement de gaz jaillissant augmente l'écoulement net du gaz dans l'espace annulaire.

Get access to the full text of this article

Ancillary