Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analiza sposobów modelowania reaktora trójfazowego ze stałym złożem (TBR) z użyciem metod CFD

Janecki D., Bartelmus G.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2018

|

Nr 4

95--96

PL

Przedstawiono zagadnienia związane z zastosowaniem modelu wielofazowego Eulera do modelowania reaktora trójfazowego ze złożem stacjonarnym (TBR). Analizując równania modelu wyselekcjonowano parametry, które obliczane są w oparciu o dane dostępne w literaturze, a następnie przeprowadzono analizę czułości modelu na zmianę wartości wyselekcjonowanych parametrów. Przeanalizowano wpływ zmian zależności opisujących siły wzajemnych oddziaływań pomiędzy fazami oraz promieniowej zmiany porowatości wypełnienia na wyniki obliczeń numerycznych.

EN

The paper presents issues connected with the use of Eulerian multiphase model for modelling a three-phase fixed-bed reactor (TBR). Param eters calculated on the basis of available in literature data were selected, and next the analysis of model sensitivity to the change of selected parameters was carried out. The influence of changes of relationships describing the interaction forces between phases and the change of radial porosity of packing on the results of numerical calculations was analyzed.

2

Modelling of the hydrodynamics of concurrent gas and liquid flow through packed bed

Janecki D., Bartelmus G., Burghardt A.

Technical Sciences / University of Warmia and Mazury in Olsztyn

|

2016

|

nr 19(3)

267--284

EN

The aim of the present study is to simulate concurrent gas and liquid flow through packed bed in the gas continuous flow regime (GCF) and continuity shock waves regime(CSW) using computational fluid dynamics (CFD). The application of multiple gas-liquid-solid model requires the knowledge of relationships determining interactions between phases. The exchange coefficients of these forces were defined by means of equations suggested by ATTOU et al. (1999). As a result of the computational simulation the following data were obtained: gas pressure drop in the bed, volume fraction distribution of a given phase (liquid and gas holdups) along the packing and its mean value in the reactor. The comparison of the values of the hydrodynamic parameters, both calculated and obtained experimentally in a column packed with 3 mm glass spheres, indicates that CFD model can be applied to model the hydrodynamics of concurrent gas and liquid flows through a packed bed because a good compatibility of the compared parameters was obtained.

3

Procesy transportu masy w reaktorze trójfazowym, pracującym w reżimie ciągłych fal uderzeniowych

Janecki D., Bartelmus G., Gancarczyk A.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2016

|

Nr 2

56--57

PL

Wyznaczono eksperymentalnie wartości współczynników wnikania masy (kLS) w reaktorze trójfazowym pracującym w reżimie ciągłych fal uderzeniowych (CSW) i ciągłego przepływu gazu (GCF). Wartości ku zależą od udziałów objętościowych zajmowanych w złożu przez każdą fazę i ich lokalnych prędkości. Parametry te obliczano z eulerowskiego modelu (CFD). Równania modelu zostały zaimplementowane do programu Fluent 12.1.4 wraz z równaniem opisującym wartości kLS w reżimie GCF. Wyniki obliczeń wskazują, że proponowana metoda szacowania wartości kLS jest odpowiednia zarówno dla reżimu GCF jak i CSW.

EN

The mass transfer coefficients (kLS) in a trickle-bed reactor operating at continuous shock waves (CSW) and gas continuous flow (GCF) regimes were determined experimentally. The ku values depend on the values of volume fraction occupied by each phase and their local velocities. The values of these parameters were calculated using the k-fluid Eulerian model (CFD). The model equations were implemented to the Fluent pack along with the equation describing kLS values for GCF regime. The results showed that the proposed method of calculation values is appropriate for GCF and CSW regimes.

4

Katalityczne utlenianie fenolu powietrzem w fazie ciekłej w reaktorze trójfazowym (strużkowym) pracującym przy ustalonym i periodycznie zmiennym przepływie cieczy

Janecki D., Szczotka A., Bartelmus G., Burghardt A.

Przemysł Chemiczny

|

2012

|

T. 91, nr 12

2436-2440

PL

Badano proces oczyszczania zanieczyszczonej fenolem wody metodą katalitycznego utleniania w fazie ciekłej. Reakcję prowadzono w reaktorze trójfazowym (strużkowym) ze stałym złożem katalizatora, którym był węgiel aktywny, stanowiący tanią i obiecującą alternatywę dla stosowanych obecnie katalizatorów tego procesu (metale szlachetne, tlenki miedzi, żelaza i niklu). W trakcie eksperymentów zbadano aktywność katalityczną wybranego węgla i określono warunki, w których zachowuje on stabilność. Zbadano też wpływ zmian natężeń przepływu fazy ciekłej i gazowej oraz temperatury na wydajność i selektywność procesu. Sformułowano model matematyczny procesu i zweryfikowano go wykorzystując własną bazę danych doświadczalnych. Sprawdzono również możliwość poprawy efektywności procesu poprzez periodycznie zmienne zasilanie złoża cieczą, realizowane metodą on-off. Niestety, pomimo dużego zakresu zmian parametrów operacyjnych reaktora, nie uzyskano znaczącego wzrostu stopnia konwersji fenolu ani zmiany selektywności procesu.

EN

PhOH was oxidized in aq. soln. with air O₂ at 393–433 K and 1.85 MPa on activated C in a trickle-bed reactor at flow intensity of liq. and gaseous phases 0.17–1.77 and 0.2–0.62 kg/m²s, resp., to det. the catalytic activity of the bed as well as the proces yield and selectivity. A math. model of the process was formulated and verified by using authors’ own exptl. data base. A possibility of improving the efficiency of the process by periodically changing feeding of the bed with liq. using on-off method was checked. Neither any significant increase in the PhOH conversion nor any change in the process selectvity were achieved.

5

Intensyfikacja procesów wymiany masy w reaktorach trójfazowych

Gancarczyk A., Bartelmus G., Szczotka A.

Przemysł Chemiczny

|

2012

|

T. 91, nr 11

2248--2252

PL

Wyznaczono eksperymentalnie wartości współczynników wnikania masy ciecz/ciało stałe w reaktorze trójfazowym, pracującym przy ustalonym (reżim ciągłego przepływu gazu) i periodycznie zmiennym (reżimy ciągłych fal uderzeniowych i wymuszonego przepływu pulsacyjnego) zasilaniu złoża cieczą (cykle wolnozmienne, metoda baza–impuls). Otrzymana baza danych umożliwiła określenie wartości współczynnika wzmocnienia, wskazującego, czy zmiana sposobu zasilania reaktora cieczą intensyfikuje procesy wymiany masy. Stwierdzono, że zmiana reżimu ciągłego przepływu gazu na reżim ciągłych fal uderzeniowych nie poprawia efektywności procesu, co potwierdzono badając proces katalitycznego utleniania powietrzem fenolu w fazie ciekłej. W reżimie wymuszonego przepływu pulsacyjnego, we wszystkich przypadkach otrzymano wartości współczynnika wzmocnienia większe od jedności. Należy więc zalecić taki sposób pracy reaktorów przemysłowych dla procesów, w których szybkość limitowana jest oporami transportu masy w fazie ciekłej.

EN

Liq.–solid mass transfer coeffs. in a trickle-bed reactor operated at steady and periodically changing feeding of the bed with liq. were exptl. detd. to calc. the enhancement coeff. values and to assess the effect of reactor operation strategy on the intensity of the mass transfer. The change of the gas continuous flow regime into continuity shock waves regime did not improve the efficiency of the process. The results of calcn. were confirmed by testing the process of catalytic wet air oxidn. of PhOH. In the liq.-induced pulsing flow regime, the enhancement coeffs. were higher than one for every exptl. points.

6

Intensyfikacja procesów prowadzonych w reaktorach trójfazowych ze stałym złożem poprzez zastosowanie operacji periodycznych

Bartelmus G., Gancarczyk A., Krótki T.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2010

|

Nr 1

15-16

PL

Wyznaczono eksperymentalnie podstawowe parametry hydrodynamiczne i współczynniki wnikania masy na granicy ciecz - ciało stałe w reaktorze trójfazowym pracującym w reżimie wymuszonego przepływu pulsacyjnego indukowanego metodą BAZA-IMPULS. Pomiary wykonano dla cieczy o różnych właściwościach fizykochemicznych. Opracowano uniwersalne mapy przepływu oraz równanie korelujące zmierzone wartości zawieszenia cieczowego. Wykazano korzyści wynikające ze zmiany sposobu zasilania złoża cieczą.

EN

Basic hydrodynamic parameters and liquid-solid mass transfer coefficients in a trickle-bed reactor working in the forced pulse flow regime induced by BASE-IMPULSE method were experimentally determined. The measurements were made for liquid of different physicochemical properties. The universal flow maps and equation correlating the measured values of liqu_ id holdup were developed. Advantages resulting from a change of liquid feeding method were shown.

7

Wykorzystanie ECT do badania rozkładu cieczy w reaktorach trójfazowych

Matusiak B., Grudzień K., Romanowski A.

Automatyka / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

2009

|

T. 13, z. 3/2

1329-1343

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.

8

Experimental analysis of hydrodynamics and liquid.solid mass transfer in a trickle-bed reactor operating at induced pulsing flow regime

Bartelmus G., Krótki T., Gancarczyk A.

Chemical and Process Engineering

|

2008

|

Vol. 29, z. 3

551-566

EN

Basic hydrodynamic parameters and liquid.solid mass transfer coefficients in a trickle bed reactor operating at the so called slow mode of base.impulse periodic liquid feeding have been determined experimentally. The findings were correlated and compared with the available literature data. The enhancement coefficient, showing how much the value of liquid.solid mass transfer coefficient increases as a result of the changes in the strategy of the operation of a reactor, has been derived.

PL

Wyznaczono eksperymentalnie podstawowe parametry hydrodynamiczne i współczynniki wnikania masy na granicy ciecz/ciało stałe w reaktorze trójfazowym pracującym w warunkach periodycznie zmiennego zasilania złoża cieczą (cykle wolnozmienne, metoda baza.impuls). Wyniki skorelowano i porównano z dostępnymi danymi literaturowymi. Określono wartości współczynnika wzmocnienia, wskazujące wzrost wartości współczynnika wnikania masy kLs w wyniku zmiany sposobu pracy reaktora.

9

Computational simulations of the hydrodynamic parameters of a trickle-bed reactor operating at periodically changing feeding the bed with liquid

Janecki D., Burghardt A., Bartelmus G.

Chemical and Process Engineering

|

2008

|

Vol. 29, z. 3

583-596

EN

The results of computational fluid dynamics simulations of the hydrodynamic parameters of a trickle-bed reactor operating in the gas continuous flow regime at a periodically changing feeding of the bed with liquid were presented in the study. Slow- and fast-changing cycles of the liquid feeding carried out by means of the base.impulse method were analyzed. A commercial package of computational fluid dynamics Fluent 6.1.22 was used in the simulation procedure. The estimated hydrodynamic parameters were compared with experimental values and good compatibility was obtained.

PL

Przedstawiono wyniki symulacji numerycznej parametrów hydrodynamicznych reaktora trójfazowego ze stałym złożem, pracującego w warunkach ciągłego przepływu gazu i periodycznie zmiennego zasilania złoża cieczą. Analizowano wolno- i szybkozmienne cykle zmian zraszania, prowadzone metodą baza.impuls. W obliczeniach stosowano komercyjny pakiet numerycznej mechaniki płynów Fluent 6.1.22. Wyestymowane parametry hydrodynamiczne porównano z wartościami eksperymentalnymi, uzyskując zadowalającą zgodność.

10

The effect of the liquid phase physicochemical properties on the hydrodynamics of a trickle-bed reactor operating in an induced pulsing flow

Gancarczyk A., Bartelmus G., Krótki T.

Chemical and Process Engineering

|

2007

|

Vol. 28, z. 4

815-826

EN

The hydrodynamic parameters of a trickle-bed reactor operating in a forced pulsing flow have been determined experimentally. The experiments were carried out for both fast and slow modes of baseimpulse periodic liquid feeding and using liquids differing in physicochemical properties. The equations correlating the measured values of dynamic liquid holdup and gas pressure drop were derived.

PL

Wyznaczono eksperymentalnie parametry hydrodynamiczne reaktora trójfazowego pracującego w wymuszonym reżimie pulsacyjnym. Pomiary wykonano metodą baza-impuls, dla szybko- i wolno-zmiennych cykli zasilania reaktora fazą ciekłą, stosując ciecze różniące się właściwościami fizykochemicznymi. Opracowano równania korelujące zmierzone wartości dynamicznego zawieszenia cieczowego i spadku ciśnienia gazu w złożu.

11

Hydrodynamika reaktora trójfazowego ze stałym złożem pracującego przy periodycznie zmiennym zraszaniu

Bartelmus G., Gancarczyk A., Jarosławska E., Krótki T.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2006

|

Nr 6s

20-21

EN

The subject of this research was the investigation into hydrodynamics of a trickle-bed reactor operating at the periodic liquid feed. The liquid-induced pulsing flow (LIPF) was obtained by means of the base-impulse method (the changes in the liquid flow rate between low, but not equal zero, and high value of this parameter). The main hydrodynamic parameters (boundaries of the hydrodynamic regime changes, gas pressure drop, liquid hold-up) as well as the effect of physicochemical properties of the liquid phase on the measured parameters values were determined.

12

Hydrodynamika reaktora trójfazowego pracującego w reżimie przepływu pulsacyjnego naturalnego oraz wymuszonego cieczą metodą FAST

Bartelmus G., Gancarczyk A., Jarosławska E., Krótki T.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2006

|

Nr 6s

18-19

EN

The subject of this research was the investigation into hydrodynamics of a trickle-bed reactor operating in natural pulsing flow and at the periodic liquid feed. The measurements were performed by means of the base-impulse method for fast changes of the liquid velocity (fast mode). The effect of the reactor operation and liquid physicochemical properties on a position of the transition line between hydrodynamic regimes and values of basic hy-drodynamic parameters was analyzed.

13

Hydrodynamika reaktora trójfazowego w wymuszonym cieczą przepływie pulsacyjnym

Bartelmus G.

Inżynieria Chemiczna i Procesowa

|

2006

|

T. 27, z. 1

107-123

PL

Badano hydrodynamikę reaktora trójfazowego periodycznie zasilanego fazą ciekłą. Zmiany prędkości cieczy modulowano metodą SLOW i FAST. Określono granice zmiany reżimu hydrodynamicznego pracy reaktora z GCF/LIPF. Wyznaczono podstawowe parametry hydrodynamiczne wymuszonego przepływu pulsacyjnego: ilość cieczy zawieszonej na wypełnieniu i spadek ciśnienia gazu. Określono zależność wartości wyznaczanych parametrów od fizykochemicznych właściwości fazy ciekłej.

EN

The subject of the research was the hydrodynamics of a trickle-bed reactor operating at periodic liquid feed. The changes of the liquid velocity were modulated by means of the SLOW and FAST modes. The boundaries of the changes of the hydrodynamic regime of the reactor operation from GCF to LIPF were determined. The basis hydrodynamic parameters, i.e. liquid hold-up and gas pressure drop were measured for liquid-induced pulsing flow. The paper presents the results of experiments aimed at determining the effect of changes in physicochemical properties of the liquid phase on the values of the specified parameters.

14

Biologiczne oczyszczanie gazów w bioreaktorach trójfazowych

Klepacka K., Bartelmus G., Gąszczak A., Kasperczyk D.

Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk

|

2004

|

nr 4

15-18

PL

W pracy omówiono podstawy procesu biologicznego oczyszczania powietrza z lotnych związków organicznych (VOCs) w reaktorze trójfazowym, za pomocą immobilizowanych na złożu bakterii, przy przepływie współprądowym fazy gazowej i ciekłej. Określono kinetykę reakcji biodegradacji octanu etylu przez bakterie Pseudomonas fluorescens. Zaprezentowano wyniki badań własnych usuwania octanu etylu i octanu winylu z powietrza w reaktorze trójfazowym. Przedyskutowano wpływ zmian parametrów ruchowych na wydajność tego procesu.

EN

The fundamentals of the biological purification of the air from the volatile organic compounds (VOCs), by means of bacteria immobilized on the bed in the trickle-bed reactor, working at cocurrent flow of gas and liquid phases were discussed in this paper. First, the kinetics of ethyl acetate biodegradation by means of Pseudomonas fluorescens was determined experimentally. Then the experiments of the elimination of ethyl acetate and vinyl acetate from the air in trickle-bed bioreaactor were carried out. The influence of the variations of the technological parameters on the efficiency of this process was discussed.

15

Modelowanie hydrodynamiki trójfazowych reaktorów ze stałym złożem

Burghardt A., Janecki A., Bartlemus G.

Inżynieria Chemiczna i Procesowa

|

2001

|

T. 22, z. 3B

307--312

PL

W pracy przedstawiono wyniki doświadczeń i obliczeń, których celem było znalezienie modelu opisującego z dobrą dokładnością hydrodynamikę współprądowego reaktora trójfazowego ze stałym złożem, pracującego w reżimie ciągłego przepływu gazu.

EN

The paper presents the results of experiments and calculations aimed at finding the model that describes hydrodynamics of cocurrent fixed-bed three-phase reactor operating in GCF regime with satisfactory accuracy.

16

Measurement of liquid holdup and axial dispersion in trickle bed reactors using radiotracer technique

Pant H., Saroha A., Nigam K.

Nukleonika

|

2000

|

Vol. 45, nr 4

235-241

EN

The holdup and axial dispersion of aqueous phase has been measured in trickle bed reactors as a function of liquid and gas flow rates using radioisotope tracer technique. Experiments were carried out in a glass column of inner diameter 15.2´10-2 m column for air-water system using three different types of packings i.e. non-porous glass beads, porous catalysts of tablet and extrudate shape. The range of liquid and gas flow rates used were 8.3´10-5-3.3´10-4 m3/s and 0-6.67´10-4 m3/s, respectively. Residence time distributions of liquid phase were measured and mean residence times were determined. The values of liquid holdup were calculated from the measured mean residence times. It was observed that liquid holdup increased with increase in liquid flow rates and was independent of increase in gas flow rates used in the study. Two-parameter axial dispersion model was used to simulate measured residence time distribution data and values of mean residence time and Peclet number were obtained. It was observed that values of Peclet number increases with increase in liquid flow rate for glass beads and tablets and remains almost constant for extrudates. The values of mean residence time obtained from model simulation were found to be in good agreement with the values measured experimentally.