Gas-liquid Mass Transfer Enhancement in a Surface Aeration Stirred Slurry Reactors

Authors

  • Keskov C. Ruthiya,

    1. Laboratory of Chemical Reactor Engineering, Department of Chemical Engineering and Chemistry, Eindhoven University of Technology, P.O. Box 513, 5600 MB Eindhoven, The Netherlands
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  • Ben F. M. Kuster,

    1. Laboratory of Chemical Reactor Engineering, Department of Chemical Engineering and Chemistry, Eindhoven University of Technology, P.O. Box 513, 5600 MB Eindhoven, The Netherlands
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  • Jaap C. Schouten

    Corresponding author
    1. Laboratory of Chemical Reactor Engineering, Department of Chemical Engineering and Chemistry, Eindhoven University of Technology, P.O. Box 513, 5600 MB Eindhoven, The Netherlands
    • Laboratory of Chemical Reactor Engineering, Department of Chemical Engineering and Chemistry, Eindhoven University of Technology, P.O. Box 513, 5600 MB Eindhoven, The Netherlands
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Abstract

This paper postulates four possible mechanisms for the enhancement of gas-liquid (G-L) mass transfer in slurry reactors: (1) hydrodynamic effect, (2) shuttling, (3) stabilization of bubbles, and (4) reaction enhancement. Mass transfer and reactivity experiments using two different slurry systems and two different Pd-catalysed reactions, i.e., oxidation of glucose (aqueous phase) and hydrogenation of a-methyl styrene (organic phase), with both hydrophobic carbon and hydrophilic silica catalyst supports, were performed in a laboratory scale surface aeration reactor with a flat gas-liquid interface. Physical and reaction enhancement have been distinguished successfully. The experimental results show that the level of catalyst support hydrophobicity has a strong influence on the rate of mass transfer.

Abstract

Dans cet article on pose comme postulat quatre mécanismes possibles pour l'amélioration du transfert de matière gaz-liquide (G-L) dans des réacteurs slurry, à savoir : (1) l'effet hydrodynamique, (2) le va-et-vient, (3) la stabilisation des bulles et (4) l'amélioration de la réaction. Des expériences de transfert de matière et de réactivité à l'aide de deux systèmes de suspensions différents et de deux réactions catalysées par Pd différentes, soient l'oxydation du glucose (phase aqueuse) et l'hydrogénation de _-méthylstyrène (phase organique), avec des supports de catalyseurs de carbone hydrophobe et de silice hydrophile, ont été réalisées dans un réacteur à surface aérée à l'échelle du laboratoire avec une interface gaz-liquide plate. L'amélioration physique et de la réaction ont été mis en évidence. Les résultats expérimentaux montrent que le niveau d'hydrophobicité du support de catalyseur a une forte influence sur la vitesse de transfert de matière.

Ancillary