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Experimental Validation of a Two-Phase Flow Model for Pressure Drop and Liquid Hold-up in Downflow Packed Bed Bubble Reactors

Authors

  • Christophe Boyer,

    Corresponding author
    1. Institut Français du Pétrole, CEDI “Navarre”, BP 3, 69390, Vernaison, France
    • Institut Français du Pétrole, CEDI “Navarre”, BP 3, 69390, Vernaison, France
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  • Gilles Ferschneider

    1. Institut Français du Pétrole, CEDI “Navarre”, BP 3, 69390, Vernaison, France
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Abstract

A new model has been developed in order to predict pressure drop and gas fraction of industrial fixed bed reactor operated in downward bubbly flow. The mechanistic approach proposed by Attou and Ferschneider (1999) has been followed. In this approach, mass and momentum balances are solved for gas-liquid mixture. To solve the system equation, closure laws are needed for the interfacial force between liquid and solid FLS and for the gas fraction expression. These closure laws have been determined by measuring both pressure drop and gas fraction with downward air-water bubbly flows through a 40 cm diameter fixed bed of glass beads. The averaged gas fraction is measured by using a gamma scanning system that perform attenuation measurements along 64 chords across a section. Finally, a new bubble flow model is proposed to interpret the results.

Abstract

Un nouveau modèle a été développé pour prédire le gradient de pression et le taux de gaz à l'intérieur d'un réacteur à lit fixe fonctionnant en écoulement à bulles descendant. Le modèle repose sur la résolution des bilans de masse et de quantité de mouvement pour le liquide et le gaz. La résolution du système nécessite l'expression de lois de fermeture pour la force de frottement liquide/solide et pour le taux de gaz moyen. Ces lois de fermeture sont déterminées à partir de mesures simultanées du gradient de pression et du taux de gaz en écoulement à bulles descendant eau/air à travers un lit fixe de 40 cm de diamètre constitué de billes de verre. Le taux de gaz moyen est mesuré en utilisant un tomographe gamma.

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