Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Identification of constant and stable main transition velocity in bubble column reactors

Nedeltchev Stoyan

Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk

|

2020

|

nr 24

9--27

EN

This work presents new results about the reliable identification of the main transition velocity Utrans-1 in different bubble columns (0.1 – 0.46 m in inner diameter) equipped with several perforated plate gas distributors. Two different gas-liquid systems (air-water and air-therminol LT) have been used. The most important finding in this work is that Utrans-1 (end of the homogeneous regime) occurs at 0.04 m·s-1 irrespective of the operating conditions studied. For the Utrans-1 identification, the following parameters have been used: Kolmogorov and reconstruction entropies, degree of randomness and information entropy.

PL

W pracy przedstawiono nowe wyniki dotyczące wiarygodnej identyfikacji głównej prędkości przejścia Utrans-1 w różnych kolumnach barbotażowych (o średnicy wewnętrznej 0,1 - 0,46 m) wyposażonych w kilka dystrybutorów gazu typu płyta perforowana. Zastosowano dwa różne układy gaz-ciecz (powietrzewoda i powietrze-therminol LT). Najważniejszym odkryciem w tej pracy jest to, że Utrans-1 (koniec reżimu przepływu homogenicznego) występuje dla prędkości 0,04 m·s-1 niezależnie od badanych warunków pracy. Do identyfikacji Utrans-1 wykorzystano następujące parametry: entropię Kołmogorowa, entropię rekonstrukcyjną, stopień losowości oraz entropię informacji.

2

Modelowanie matematyczne ozonowania trudno degradowalnych związków organicznych w kolumnach barbotażowych

Chacuk A.

Inżynieria Chemiczna i Procesowa

|

2004

|

T. 25, z. 3/1

769-776

PL

Sformułowano model matematyczny ozonowania związków organicznych w przeciwprądowych kolumnach barbotażowych. Model odnosi się do tłokowego przepływu gazu oraz idealnego wymieszania, przepływu tłokowego i dyspersyjnego cieczy. Uwzględnia zarówno opór ruchu masy ozonu w fazie gazowej, jak i dyfuzję ozonu i związku organicznego z jednoczesną złożoną reakcją chemiczną w fazie ciekłej. Przeprowadzono symulację numeryczną modelu dla różnych warunków operacyjnych przebiegu procesu ozonowania wodnego roztworu fenolu. Oceniono wpływ składowej dyspersyjnej na wartości stężeń ozonu i fenolu w fazie ciekłej.

EN

A mathematical. model of the ozonation of solution of organic compounds in bubble columns is formulated in the paper. The model refers to the plug flow of gas and liquid for which ideal mixing, plug flow or dispersion flow was assumed. It reflects both the effect of mass transfer resistance in the gas phase on the resultant process rate and the diffusion of ozone and organic compound with a simultaneous complex chemical reaction in the liquid phase. A numerical simulation of the model for various operating conditions for ozonation of aqueous phenol solutions was carried out. The effect of dispersion component on ozone and phenol concentrations in the liquid phase was assessed.

3

Modelowanie matematyczne wieloskładnikowego ruchu masy i jednoczesnego ruchu masy i ciepła w podstawowych typach absorberów

Chacuk A.

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

|

2001

|

Z. 287

3-111

PL

W pracy sformułowano jednolity model matematyczny pozwalający w sposób ilościowy opisać przebieg procesu wieloskładnikowego ruchu masy i jednoczesnego ruchu masy i ciepła w podstawowych typach absorberów (kolumnach półkowych, wypełnionych i barbotażowych). Model matematyczny tworzą równania kinetyki przenikania masy i ciepła oraz równania bilansu materiałowego i cieplnego strumieni fazy gazowej i ciekłej przepływających przez absorber. Do opisu kinetyki przenikania masy i ciepła wykorzystano teorię filmu. Zgodnie z tą teorią równania przenikania obejmują: równania określające strumienie wnikającej masy i ciepła w fazie gazowej i ciekłej, warunki ciągłości strumieni masy i ciepła na powierzchni międzyfazowej, równania równowagi fazowej oraz warunki jednoznaczności definiujące konkretny przypadek ruchu masy. Strumienie wnikającej masy w każdej z faz obliczano na podstawie rozwiązania równań dyfuzji Maxwella-Stefana lub Ficka, a strumienie ciepła - uwzględniając poprawki Ackermanna. Opis wnikania w fazie ciekłej obejmuje możliwość nakładania się na wieloskładnikowy ruch masy i ciepła złożonej reakcji chemicznej zachodzącej zarówno w filmie jak i rdzeniu tej fazy. Równania bilansu materiałowego i cieplnego odnoszą się do najczęściej stosowanych modeli przepływu każdej z faz przez wymiennik masy: modelu idealnego wymieszania, modelu przepływu tłokowego oraz modelu przepływu tłokowego z nałożoną dyspersją osiową. Obejmują zarówno warunki nieustalone jak i ustalone. Zaproponowany model matematyczny wykorzystano do przeprowadzenia symulacji numerycznej adiabatycznej absorpcji amoniaku z powietrza w wodzie w kolumnie półkowej o półkach sitowych z przelewami i kolumnie wypełnionej oraz symulacji niskociśnieniowej syntezy metanolu w półprzepływowej zawiesinowej kolumnie barbotażowej. Dla kolumny półkowej uzyskane rezultaty porównano z wynikami otrzymanymi z istniejących modeli literaturowych (półki teoretycznej i modelu Taylora), a dla kolumny wypełnionej z danymi doświadczalnymi. Na podstawie uzyskanych wyników numerycznych oceniono znaczenie efektów wieloskładnikowego ruchu masy i efektów jednoczesnego ruchu masy i ciepła w procesach absorpcji o dużym efekcie cieplnym.

EN

A uniform mathematical model used for a quantitative description of the processes of multicomponent mass transfer and simultaneous mass and heat transfer in basic types of absorbers (plate columns, packed and bubble- type) is formulated in the paper. The mathematical model consists of the equations of mass and heat transfer kinetics and material balance equations as well as heat balance equations for gas and liquid phases flowing through the absorber. In the description of mass and heat transfer kinetics the film theory was used. According to this theory the transfer equations include the equations determining mass and heat transfer in the gas and liquid phases, conditions of mass and heat flux continuity on the interface, phase equilibrium equations and determinancy conditions defining a specific case of mass transfer. In the gas phase, where the lack of chemical reactions is assumed, mass fluxes are calculated on the basis of the exact analytical solution of Maxwell-Stefan diffusion equations, in the liquid phase with no chemical reaction, on the basis of an approximated (but no analytical) solution of the generalized form of these equations referring to real liquids. Heat fluxes are calculated using the Ackermann correction factors. In the case of chemical reactions in the liquid phase, mass and heat fluxes in this phase are calculated on the basis of a simultaneous solution of differential mass balances of the components with Pick, Maxwell-Stefan or generalized form of diffusion equations, and differential energy balance. The material and heat balance equations refer to most frequently used models of flow of each phase through the mass exchanger, i.e. the model of ideal mixing, plug flow model and the plug flow model with imposed axial dispersion. They cover both unsteady and steady conditions. The proposed mathematical model was used in the numerical simulation of the adiabatic ammonia absorption from air in water in a sieve plate column with downcomers and in a packed column. It was also used in the simulation of a low-pressure methanol synthesis in a semi-flow bubble column slurry reactor. Results obtained for the plate column were compared with the results obtained from theoretical models (ideal plate and Taylor's model), and those obtained for the packed column -with experimental data. The significance of multicomponent mass transfer effects and simultaneous mass and heat transfer effects in the processes of absorption with high thermal effect was evaluated on the basis of the numerical results.