CFD Simulation of Residence Time Distribution and Mixing in Bubble Column Reactors

Authors


Abstract

A three-dimensional CFD model has been developed to predict liquid phase velocities in bubble columns. An agreement was observed between the predicted and the experimental data available in the published literature. The validated CFD model has been extended for the simulation of macro-mixing and hence the prediction of mixing time, RTD and dispersion coefficient. Liquid phase mixing time was measured in 0.2 and 0.4 m i.d. columns over a wide range of superficial gas velocity (0.07 to 0.295 m/s) and height-to-diameter ratio (2 to10). An agreement was observed between the CFD predictions and the experimental values of the mixing time as well as all the experimental data on dispersion coefficient published in the literature.

Abstract

On a mis au point un modèle de mécanique des fluides numérique (CFD) afin de prédire les vitesses de la phase liquide dans les colonnes à bulles. Un excellent accord a été trouvé entre les données prédites et expérimentales publiées dans la littérature scientifique. Le modèle de CFD validé a été étendu pour la simulation du macro-mélange et donc la prédiction du temps de mélange, la distribution du temps de séjour (RTD) et le coefficient de dispersion. Le temps de mélange de la phase liquide a été mesuré dans des colonnes de 0,2 et 0,4 m de diamètre intérieur pour une vaste gamme de vitesse de gaz superficielle (de 0,07 à 0,295 m/s) et de rapport hauteur-diamètre (de 2 à 10). Un excellent accord est observé entre les prédictions de CFD et les valeurs expérimentales du temps de mélange ainsi que les données expérimentales sur le coefficient de dispersion publiées dans la littérature scientifique.

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