Effect of a dispersed liquid phase on mass transfer rate in gas-liquid-liquid systems

• Autorzy: Kieszkowska-Pawlak H. , Zarzycki R.

Warianty tytułu

PL

Wpływ rozproszonej fazy ciekłej na szybkość wnikania masy w układach gaz-ciecz-ciecz

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The investigations dealing with the mass transfer enhancement in gas-liquid-liquid systems are summarized and discussed. The effect of an immiscible liquid phase, in which a gag component is more soluble than in the continuous phase, on the volumetric liquid phase mass transfer coefficient was particularly examined. Additionally, same results obtained by the authors on carbon dioxide absorption into different two-phase liquid systems are presented.

PL

Podsumowano i omówiono prezentowane w literaturze wyniki prac doświadczalnych dotyczących szybkości absorpcji w układach gaz-ciecz-ciecz. Otrzymane własne wyniki oraz badania innych autorów wskazują, że większa pojemność absorpcyjna fazy rozproszonej w stosunku do fazy ciągłej nie jest warunkiem wystarczającym, który zapewnia wzrost szybkości absorpcji w układzie ciecz-ciecz. Nie ma jakościowej i ilościowej zgodności co do oceny wpływu drobno rozproszonej drugiej fazy ciekłej na przyspieszenie procesu wnikania masy. Analizę wyników innych autorów utrudniają rozbieżności w interpretacji uzyskanych danych doświadczalnych. Dotyczą one przede wszystkim różnic w metodzie wyznaczania objętościowego współczynnika wnikania masy dla składnika gazowego do fazy ciekłej oraz czynnika przyspieszenia. Dla znacznej części badanych układów zaobserwowano wzrost szybkości absorpcji w stosunku do szybkości w wodzie lub wodnym roztworze, szczególnie dla małych zawartości cieczy organicznej. Takie same wnioski wypływają z analizy własnych badań w dwufazowych układach benzen-woda, n-dodekan-woda i toluen-woda. Wydaje się, że decydujący wpływ na efekt przyspieszenia absorpcji w układzie gaz-ciecz-ciecz ma inny mechanizm ruchu masy niż w układzie gaz-ciecz. Szybkość absorpcji zależy od wielu własności fizykochemicznych układu ciecz-ciecz, w tym lepkości cieczy i napięcia powierzchniowego na granicy faz, rozmiaru kropli fazy rozproszonej i warunków hydrodynamicznych. Wyjaśnienie mechanizmu ruchu masy w układach gaz-ciecz-ciecz wymaga dalszych prac doświadczalnych obejmujących badania innych substancji organicznych o różnych pojemnościach absorpcyjnych oraz uwzględnienie w analizie konieczności pomiaru rozmiaru kropli.

Słowa kluczowe

EN

gas-liquid-liquid; mass transfer enhancement; volumetric mass transfer coefficient

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Chemia i Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 12, nr 9
• Strony: 989--1001
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz. 5 rys., 1 tab.

Twórcy

autor

Kieszkowska-Pawlak H.

• Faculty of Process Environmental Engineering, Department of Environmental Engineering Systems, Technical University of Łódź, ul. Wólczańska 17, 90-924 Łódź, tel. [phone], fax [phone]

autor

Zarzycki R.

• Faculty of Process Environmental Engineering, Department of Environmental Engineering Systems, Technical University of Łódź, ul. Wólczańska 17, 90-924 Łódź, tel. [phone], fax [phone]

• Faculty of Process and Environmental Engineering, Department of Environmental Engineering Systems, Technical University of Lodz, ul. Wólczańska 175,90-924 Łódź, tel. [phone], fax [phone],

Bibliografia

• [1] Bruining W.J., Joosten G.E.H., Beenackers A.A.C.M. and Hofman H.: Enhancement of gas-liquid mass transfer by a dispersed second liquid phase, Chem. Eng. Sci., 1986, 41(7), 1873-1877.
• [2] Mehra A., Pandit A. and Sharma M.M.: Intensification of multiphase reactions through the use ofa microphase-II. Experimental., Chem. Eng. Sci., 1988, 43(3), 913-927.
• [3] Junker B.H., Hatton T.A. and Wang D.I.C.: Oxygen transfer enhancement in agueous/perfluorocarbon fermetation systems: 1. Experimental observations, Biotechnol. Bioeng., 1990, 35, 578—585.
• [4] MacMillan J.D. and Wang D.I.C.: Mechanisms ofoxygen transfer enhancement during submerged culti-vation in perfluorochemical-in-water dispersions, Ann. NY. Acad. Sci., 1990, 589, 283-300.
• [5] Rols J.L., Codoret J.S., Fonade C. and Goma G.: Mechanism ofenhanced Oxygen Transfer in Fermentation using Emulsified oxygen-vectors, Biotechnol. Bioeng., 1990, 35, 427-435.
• [6] Van der Meer A.B., Beenackers A.A.C.M., Burghard R., Mulder N.H. and Fok J.J.: Gas/liquid mass transfer in afour-phase stirred fermentor: Effects of organie phase hold-up and surfactant concentration, Chem. Eng. Sci., 1992, 47, 2369-2374.
• [7] Littel RJ., Yersteeg G.F. and Van Swaaij W.P.M.: Physical absorption of CO2 andpropene into tolue-ne/water emulsions, Amer. lint. Chem. Eng., 1994, 40, 1629-1638.
• [8] Van Ede C.J., Van Houten R. and Beenackers A.A.C.M.: Enhancement of gas to water mass transfer ra-tes by a dispersed organie phase, Chem. Eng. Sci., 1995, 50(18), 2911-2922.
• [9] Lekhal A., Chaudhari R.V., Wilhelm A.M. and Delmas H.: Gas-liquid mass transfer in gas-liquid-liquid dispersions, Chem. Eng. Sci., 1997, 52(21/22), 4069-4077.
• [10] Dumont E. and Delmas H.: Mass transfer enhancement of gaś absorption in oil-in-water systems: review, Chem. Eng. Process., 2003, 42, 419-438.
• [11] Yoshida F., Yamane T. and Miyamoto Y.: Oxygen absorption into oil-in-water emulsions. Ind. Eng. Chem. Process Des. Develop., 1970, 9(4), 570-577.
• [12] Linek V. and Benes P.: A study of the mechanizm of gas absorption into oil-water emulsions, Chem. Eng. Sci., 1976, 31, 1037-1046.
• [13] Hassan I.T.M. and Robinson C.W.: Oxygen transfer in mechanically agitatedsystems containing dispersed hydrocarbon, Biotechnol. Bioeng., 1977, 19, 661-682.
• [14] Mills P.L. and Chaudhari R.V.: Muhiphase catalytic reactor engineering and design for pharmaceutical an clfine chemicals, Cat. Today, 1997, 37, 367-404.
• [15] Cents A.H.G., Brilman D.W.F. and Versteeg G.F.: Mass-Transfer Ejfects in the Biphasic Hydroformylation of Propylem, Ind. Eng. Chem. Res., 2004, 43, 7465-7475.
• [16] Włodarczyk D., Kierzkowska-Pawlak H. and Zarzycki R.: Modelowanie procesu absorpcji gazu w układach dwufazowych ciekłych, [in:] Mat. IV Sympozjum "Destylacja, absorpcja i ekstrakcja", Wrocław 2003, 431-440.