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Keywords:

  • gas recirculation;
  • gas-liquid mass transfer;
  • impeller combination;
  • multiple impeller system

Abstract

Both the numerical and experimental approaches were used to study the effects of the gas recirculation and non-uniform gas loading on the mass transfer rate for each impeller in a multiple impeller system. By combining the calculated gas velocity and local gas holdup, the gas recirculation rate around each impeller was estimated. The local mass transfer coefficients for systems equipped with various combinations of the Rushton turbine impeller (R) and pitched blade impeller (P) were determined by using the dynamic gassing out method. It is found that the Rushton turbine impeller has to be served as the lowest impeller in order to have a better gas dispersion and to give a higher overall KLa for a multiple impeller gas-liquid contactor. The upper pitched blade impeller always enforces the circulating flow around the Rushton turbine impeller just beneath it and gives a higher overall average mass transfer rate. However, the system equipped with only the pitched blade impellers results in a much lower mass transfer rate than the other systems owing to the poor gas dispersion performance of the pitched blade impeller.

On a eu recours à la fois aux méthodes numérique et expérimentale afin d'étudier les effets de la recirculation du gaz et du chargement non uniforme du gaz sur la vitesse de transfert de matière pour chaque turbine dans un système à turbines multiples. En combinant la vitesse de gaz calculée et la rétention de gaz locale, on a estimé la vitesse de recirculation du gaz autour de chaque turbine. Les coefficients de transfert de matière locaux pour des systèmes réunissant diverses combinaisons de turbine de Rushton (R) et de turbine à pales inclinées (P), ont été déterminés par la méthode de dégazage dynamique. II ressort des résultats que la turbine de Rushton doit occuper la position la plus basse dans l'ordre des turbines pour induire une meilleure dispersion de gaz et pour donner un KLa global plus grand pour un contacteur gaz-liquide à turbines multiples. La turbine à pales inclinées supérieure renforce l'écoulement circulant autour de la turbine de Rushton juste en dessous et induit un taux de transfert de matière moyen global plus grand. Toutefois, le système muni uniquement de turbines à pales inclinées induit un taux de transfert de matière nettement inférieur aux autres systèmes du fait de la faible performance de dispersion de gaz de la turbine à pales inclinées.