SEARCH

SEARCH BY CITATION

Keywords:

  • fluidized bed;
  • adsorption;
  • mass transfer;
  • residence time distribution;
  • FCC catalyst

Abstract

Tracer gas residence time distributions (RTD) in a laboratory scale fluidized bed system have been measured for pulses of three different tracer gases (methane, ethane and propane) at different temperatures in the range 323 to 435 K. The fluidized solid was a commercial zeolite based FCC catalyst (CBZ-2), and measurements were carried out in a superficial air velocity range of 0.01 to 0.04 m/s. The data were interpreted with two-phase dense phase dispersion models for adsorptive tracers, available in the literature. In addition, modified models were considered by assuming a stationary dense phase and neglecting axial dispersion in this phase. Mean residence time, μ1, and the variance of the residence time, σ2, of RTD data were calculated for each experimental run. Applying the moment technique in the Laplace domain, the differential equations for all models considered were analytically solved.

Mass transfer coefficients obtained from dynamic experiments were compared with the values estimated from the relations available in the literature. It was found that methods considering convective flux alone between the bubble and emulsion phases give closer values to the experimental ones than the methods also including the diffusive flux.

Les distributions de temps de séjour d'un traceur gazeux dans un système à lit fluidisé à l'échelle de laboratoire ont été mesurées pour des pulsations de trois traceurs (méthane, éthane et propane) à des températures comprises entre 323 et 435 K. Le solide fluidisé est un catalyseur FCC commercial basé sur une zéolite (CBZ-2), et des mesures ont été prises dans une gamme de vitesses d'air superficielles de 0, 01 a 0, 04 m/s. Les données ont été interprétérs à l'aide de modèles de dispersion de phase dense biphasiques publiés pour les traceurs adsorbants. En outre, des modèles modifiés ont été pris en compte en supposant une phase dense stationnaire et en négligeant la dispersion axiale dans cette phase. Le temps de séjour moyen μ1., et la variance du temps de séjour σ2 des données de DTS ont été calculés pour chaque essai expérimental. Les équations différentielles de tous les modèles considérés ont été résolues analytiquement en appliquant la méthode du moment dans le domaine de Laplace.

Des coefficients de transfert de matière provenant d'expériences dynamiques ont été comparés aux valeurs estimées à partir de relations disponibles dans la littérature scientifiques. On a trouvé que les méthodes ne retenant que le flux de convection entre la phase des bulles et la phase d'émulsion donnent des valeurs plus proches des valeurs expérimentales que les méthodes qui tiennent également compte du flux de diffusion.