Wykorzystanie ECT do badania rozkładu cieczy w reaktorach trójfazowych

• Autorzy: Matusiak B. , Grudzień K. , Romanowski A.

Warianty tytułu

EN

Usability of ECT for investigating liquid distribution in trickle bed reactors

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zjawiska fizyczne występujące podczas przepływów w reaktorach trójfazowych są złożone i trudne do analizy. Mimo że badania w tym zakresie są prowadzone od wielu lat, to dotychczas nie udało się rozwiązać wszystkich problemów pojawiających się podczas tego rodzaju procesów. Dotąd, do badania reaktorów trójfazowych wykorzystywane były czujniki lokalne, a także metody kolorymetryczne i tomograficzne. Techniki tomograficzne promieni Rentgena, promieniowania gamma czy rezonans magnetyczny są jednak bardzo kosztowne i oferują niską rozdzielczość czasową. Z kolei elektryczna tomografia impedancyjna i rezystancyjna wymagają fizycznego kontaktu z badanym medium i nie nadają się do badania substancji nieprzewodzących. Na tym tle tomografia pojemnościowa wydaje się bardzo atrakcyjną metodą. W niniejszym artykule zostały przedstawione wyniki doświadczeń przeprowadzonych z zastosowaniem elektrycznej tomografii pojemnościowej i czujnika pomiarowego z wewnętrznymi elektrodami, do badania przepływów cieczy przez złoże w postaci ciała stałego, w doświadczalnym modelu reaktora trójfazowego.

EN

Trickle bed reactors are widely used for a number of different applications in industry. Investigations are very difficult to perform due to the opaque nature of such systems. The researches on trickle bed reactors hydrodynamics are conducted for a long time. Since now some attempt to use local probes, colorimetric and tomographic techniques were performed. However, MRJ, X-ray and gamma ray transmission tomography suffer from low temporal resolution and are cost-intensive. On the other hand, Electrical Impedance or Resistance Tomography need to be in contact with investigated substance and cannot be used for non-conducting materials. At this background Electrical Capacitance Tomography seems to be very attractive technique. In this paper, the results of performed investigations on trickle bed reactor experimental setup, with a use of Electrical Capacitance Tomography combined with a sensors comprised of internal electrodes, are presented.

Słowa kluczowe

PL

elektryczna tomografia pojemnościowa; reaktor trójfazowy; rozkład cieczy; czujniki wewnętrzne ECT

EN

electrical capacitance tomography; trickle-bed reactor; liquid holdup; internal ECT sensors

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Automatyka / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
• Rocznik: 2009
• Tom: T. 13, z. 3/2
• Strony: 1329--1343
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Matusiak B.

• Katedra Informatyki Stosowanej, Politechnika Łódzka

autor

Grudzień K.

• Katedra Informatyki Stosowanej, Politechnika Łódzka

autor

Romanowski A.

• Katedra Informatyki Stosowanej, Politechnika Łódzka

Bibliografia

• [1] Beck M.S., Byars M, Dyakowski Т., Waterfall R., He R., Wang S.J., Yang W.Q., Principles and industrial applications of electrical capacitance tomography. Measurement and Control, nr 30, 1997, 197-200.
• [2] Byars M., Developments in Electrical Capacitance Tomography. 2nd World Congress on Industrial Process Tomography, Hannover, 2001.
• [3] Jaworski A., Bolton G., The design of an electrical capacitance tomography sensor for use with media of high dielectric permittivity. Meas. Sei. Technol., nr 11, 2000, 743-757.
• [4] Lazzaroni C.L., Keselman H.R., Figoli N.S., Colorimetric evaluation of the efficiency of liquid-solid contacting in trickle flow. Ind. Eng. Chem. Res., nr 27, 1988, 1132-1135.
• [5] Lide D.R., CRC Handbook of Chemistry and Physics. 86th edition, CRC Press, Boca Raton, 2005.
• [6] Marcandelli C, Lamine A.S., Bernard J.R., Wild G., Liquid distribution in trickle bed reactor. Oil Gas Sei. Technol., nr 55, 2000, 407^115.
• [7] Matusiak В., Romanowski A., Grudzień K., Projektowanie czujników dla elektrycznego tomografu pojemnościowego do badania przepływów cieczy. Prace Instytutu Elektrotechniki, nr 239, 2008, 73-88.
• [8] Nguyen N.L., Van Buren V., Von Garnier A., Hardy E.H., Reimert R., Application of magnetic resonance imagining (MM) for investigation of fluid dynamics in trickle bed reactors and of droplet separation kinetics in packed beds. Chem. Eng. Sei., nr 60, 2005, 6289-6297.
• [9] Olszewski Т., Brzeski P., Mirkowski J., Pląskowski A., Smolik W., Szabatin R., Capacitance tomograph - design and preliminary results. 2nd Symposium on Process Tomography, Wroclaw, 2002, 159-168.
• [10] Propp R., Colella P., Crutchfield W., Day M., A Numerical Model for Trickle Bed Reactors. Journal of Computational Physics, nr 165, 2000, 311-333.
• [11] Reinecke N., Mewes D., Investigation of the two-phase flow in trickle-bed reactors using capacitance tomography. Chem. Eng. Sei., nr 52, 1997, 2111-2127.
• [12] Romanowski A., Grudzień K., Williams R.A., Analysis and Interpretation of Hopper Flow Behaviour Using Electrical Capacitance Tomography. Particle & Particle Systems Characterization, nr 23, 2006, 297-305.
• [13] Schubert M., Hessel G., Zippe С, Lange R., Hampel U., Liquid flow texture analysis in trickle bed reactors using high-resolution gamma ray tomography. Chem. Eng. Journal, nr 140, 2008, 332-340.
• [14] Van der Merwe W., Nicola W., De Beer F., Trickle flow distribution and stability by X-ray radiography. Chem. Eng. Sei., nr 132, 200, 47-59.
• [15] Wajman R., Mazurkiewicz Ł., Banasiak R., The sensitivity map in the image reconstruction process for Electrical Capacitance Tomography. 3rd International Symposium on Process Tomography in Poland, Lodz, 2004, 165-168.
• [16] Xie CG., Huang S.M., Hoyle B.S., Thorn R., Lenn С, Snowden D., Beck M.S., Electrical capacitance tomography for flow imaging — system model for development of image reconstruction algorithms and design of primary sensors. IEE Proc, nr 139, 1992, 89-98.
• [17] Yang W.Q., Peng L., Image reconstruction algorithms for electrical capacitance tomography. Meas. Sei. Technol., nr 14, 2003, R1-R13.