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Keywords:

  • three-phase fluidization;
  • bubble column;
  • hydrodynamics;
  • pressure;
  • gas density

Abstract

Experiments were performed at ambient temperature and pressure in a 127 mm inner diameter column with a 55% wt. aqueous glycerol solution, 6-mm spherical borosilicate beads and four gases — helium, air, carbon dioxide and sulphur hexafluoride — giving a 35-fold gas density range. The dispersed bubble flow regime was sustained to higher gas velocities and gas holdups for denser gases. This finding appears to be due to the reduction of the maximum stable bubble size (i.e. enhanced bubble break-up), rather than to formation of smaller bubbles at the distributor with increasing gas density. The effect of gas density was significant both with and without the particles present, with gas holdup increasing, bed voidage increasing and liquid holdup decreasing with increasing gas density. The holdup correlations of Han et al. (1990) have been modified to incorporate the effect of gas density.

On a mené des expériences à la température et à la pression ambiante dans une colonne de 127 mm de diamètre intérieur avec une solution de glycérol aqueux de 55 % en poids, des billes de verre de borosilicate sphériques de 6 mm et quatre gaz — hélium, air, gaz carbonique et hexafluorure de soufre — donnant une gamme de densité gazeuse multipliée par 35. Le régime d'écoulement bouillonnant dispersé est maintenu jusqu'à des vitesses et des rétentions de gaz supérieures pour les gaz plus denses. Ce résultat semble être dû à la réduction de la taille de bulle stable maximum (c.-à-d. une rupture de bulles améliorée), plutôt qu'à la formation de bulles plus petites au distributeur avec l'augmentation de la densité gazeuse. L'effet de la densité gazeuse est significatif avec ou sans la présence des particules, avec l'augmentation de la rétention de gaz, l'augmentation du vide du lit et la diminution de la rétention de liquide avec l'augmentation de la densité gazeuse. Les corrélations de rétention de Han et al. (1990) sont modifiées de sorte à introduire l'effet de la densité gazeuse.