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Keywords:

  • airlift bubble column;
  • external liquid circulation;
  • critical gas velocity;
  • critical liquid velocity;
  • complete particle circulation

Abstract

The external loop airlift bubble column provides an easy way of good contacting among gas, liquid and solid phases due to a relatively high recirculating liquid velocity UL. The critical gas and liquid velocities for complete circulation of solid particles, UG,C and UL,C, were measured in two different scales of columns with air, tap water and aqueous CMC solutions, and ion exchange resin and glass beads (155∼3834 µm) were employed. The UG,C was determined as the inflection point on the plot of the pressure drop due to the suspended solid particles in the downcomer as a function of the gas velocity UG. The critical liquid velocity UL,C corresponding to the UG,C was obtained from the measured relationship between UL and UG. As a result, a unified dimensionless empirical correlation of UL,C was obtained within an error of ±20% and a dimensionless empirical relationship between UL and UG was developed within an error of ±15%.

La colonne à bulles de type airlift à boucle externe offre un moyen facile pour le contact entre les phases gazeuse, liquide et solide grâce à la vitesse de liquide en recirculation UL relativement élevée. Les vitesses de gaz et de liquide critiques pour la circulation complète des particules solides, UG,C et UL,C, ont été mesurées dans deux colonnes d'échelle différente avec de l'air, de l'eau du robinet et des solutions aqueuses de CMC, et des billes de verre et de résine échandeuse d'ions (155∼3834 µm) ont été employées. La vitesse UG,C est déterminée comme étant le point d'inflexion sur la courbe de la perte de chgarge causée par les particules solides suspendues dans le déversoir en fonction de la vitesse de gaz UG. La vitesse de liquide critique UL.C correspondant à la vitesse UG.C est obtenue à partir de la relation mesurée entre UL et UG. Ainsi, on obtient une corrélation empirique adimensionnelle unifiée de UL.C avec une erreur de ± 20% et une relation empirique adimensionnelle entre UL et UG est établie avec une erreur de ±15%.