Packed bed structure: Evaluation of radial particle distribution

Authors

  • Néstor J. Mariani,

    1. Departamento de Ingeniería Química, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de La Plata, La Plata, Argentina
    2. Pinmate, Departamento de Industrias, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, Ciudad Universitaria, Buenos Aires, Argentina
    Search for more papers by this author
  • Wilson I. Salvat,

    1. Centro de Investigación y Desarrollo en Procesos Catalíticos (CINDECA), CONICET- Universidad Nacional de La Plata, Calle 47 No. 257, CC 59, CP B1900AJK, La Plata, Argentina
    Search for more papers by this author
  • Osvaldo M. Martínez,

    1. Departamento de Ingeniería Química, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de La Plata, La Plata, Argentina
    2. Centro de Investigación y Desarrollo en Procesos Catalíticos (CINDECA), CONICET- Universidad Nacional de La Plata, Calle 47 No. 257, CC 59, CP B1900AJK, La Plata, Argentina
    Search for more papers by this author
  • Guillermo F. Barreto

    Corresponding author
    1. Departamento de Ingeniería Química, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de La Plata, La Plata, Argentina
    2. Centro de Investigación y Desarrollo en Procesos Catalíticos (CINDECA), CONICET- Universidad Nacional de La Plata, Calle 47 No. 257, CC 59, CP B1900AJK, La Plata, Argentina
    • Departamento de Ingeniería Química, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de La Plata, La Plata, Argentina and Centro de Investigación y Desarrollo en Procesos Catalíticos (CINDECA), CONICET- Universidad Nacional de La Plata, Calle 47 No. 257, CC 59, CP B1900AJK, La Plata, Argentina
    Search for more papers by this author

Abstract

A model describing the radial distribution of monosized spheres in randomly packed beds up to distances of about two particle diameters from the vessel wall is presented here. The model is based on the existence of a highly ordered layer of particles adjacent to the wall followed by a more diffuse, but still identifiable, second layer. Expressions generated from simple geometrical concepts (intersection between a cylindrical surface and a sphere) straightforwardly allow calculating the radial voidage profile given the radial distribution of particle centers and vice versa. These expressions are employed to fit the model to measures of voidage profiles within a wide range of aspect ratios, a = (RT/RP). The model can be used to accurately predict radial voidage profiles, but it is stressed that the identification of particle distribution constitutes more valuable information than an empirical expression for describing voidage variations.

Abstract

On présente ici un modèle décrivant la distribution radiale de sphères monodisperses dans des lits garnis aléatoires jusqu'à des distances d'environ deux diamètres de particules de la paroi du réservoir. Le modèle s'appuie sur l'existence d'une couche très ordonnée de particules adjacentes à la paroi, suivie d'une seconde couche, plus diffuse mais cependant identifiable. Les expressions provenant de concepts géométriques simples (intersection entre une surface cylindrique et une sphère) permettent de calculer directement le profil de vide radial lorsque la distribution radiale des centres de particules est donnée et vice versa. Ces expressions servent à caler le modèle de mesures de profils de vide dans une vaste gamme de paramètres d'élancement, a = (RT/RP. Le modèle peut être utile pour prédire de manière précise les profils de vide radiaux, mais il faut dire que la détermination de la distribution des particules constitue une information plus valable qu'une expression empirique pour décrire les variations de vide.

Ancillary