Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Numerical analysis of momentum transfer processes in a mechanically agitated air – biophase – liquid system

Musiał M., Cudak J., Karcz J.

Chemical and Process Engineering

|

2017

|

Vol. 38, nr 3

465--475

EN

The results of numerical computations concerning momentum transfer processes in an air – biophase – liquid system agitated in a bioreactor equipped with baffles and a Smith turbine (CD 6 impeller) are presented in this paper. The effect of sucrose concentration on the distributions of the velocity of the continuous phase, gas hold-up and the size of gas bubbles in the system was analysed. Simulation results were presented in the form of the contours of the analysed magnitudes. The effect of sucrose concentration on the averaged values (i.e. determined on the basis of local values) of gas hold-up and gas bubbles size was evaluated. The results of the numerical computations of gas hold-up were compared with our own experimental data.

2

Mieszanie układu trójfazowego ciecz - gaz - ciało stałe w zbiorniku z jednym lub dwoma mieszadłami

Kiełbus-Rąpała A., Karcz J.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2009

|

Nr 6

104-106

PL

Celem prezentowanej pracy była analiza eksperymentalna hydrodynamiki układu ciecz - gaz - ciało stałe w aparacie z jednym lub dwoma mieszadłami. Przeprowadzona analiza pozwoliła na określenie wpływu różnych parametrów fizycznych, operacyjnych oraz geometrycznych na krytycznej częstości obrotów mieszadła, mocy mieszania, udziału gazu zatrzymanego w cieczy oraz czasu przebywania pęcherzyków gazu w układzie.

EN

The aim of this research was the experimental analysis of gas - solid — liquid systems hydrodynamics in an agitated vessel equipped with one or two impellers. The results of analysis enabled one to determine an influence of various physical parameters of liquid phase and operational and geometrical parameters on critical impeller speed, power consumption, gas hold-up and gas bubbles residence time in the system.

3

Wpływ skali zbiornika na warunki wytwarzania zawiesiny lekkiej w obecności fazy gazowej

Karcz J., Mackiewicz B.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2006

|

Nr 6s

108-109

EN

In the paper investigation results dealing with the suspension preparation in a mixer with the disc agitator are presented. Critical conditions for suspending of solid particles in the liquid phase were determined. The influence of particle concentration on the power input was analysed. The results obtained were elaborated using the Froude number in a form of the dimensionless correlation describing the influence of process parameters on suspension, formation.

4

Simulation of the gluconic acid production in the internal loop airlift bioreactor

Sikula I., Jurascik M., Markos J.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2006

|

Nr 6s

212-214

EN

Airlift reactors have found potential application in biotechnology and chemical industries due to their simple construction and less performance costs compared with mechanically stirred tanks. However, an accurate description of their performance and "a priori" design are still difficult. This work deals with mathematical modelling of the fermentation process in an internal loop airlift reactor (IALR). To verify the simulation results, fermentation of gluconic acid by the strain Aspergillus niger has been chosen as a model system. Fermentation was carried out in three laboratory lALRs (each one with different scale of the reactor volume: 12, 40 and 200 litres). The parameters of the model, e.g. parameters of the kinetic model, mass transfer coefficients, circulation velocities and gas hold-ups were estimated by employing correlations available in the literature or independent experiments using model media. In the present paper the influence of different performance conditions (gas inlet flow rate, oxygen concentration in the feed gas, initial concentration of glucose) on the reactor behaviour is investigated. The results of simulations and experiments are in a sufficient agreement. The developed and tested model can be used as a very useful tool for process design, optimization and scale-up.

5

Modelowanie kinetyki reakcji uwodornienia tlenków węgla na wybranych typach katalizatorów w układzie gaz-ciecz-ciało stałe

Nowicki L.

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

|

2000

|

Z. 266

3-115

PL

Celem pracy było modelowanie kinetyki trzech ważnych z praktycznego punktu widzenia procesów: syntezy metanolu, syntezy wyższych alkoholi alifatycznych, syntezy węglowodorów w reakcji Fischera-Tropscha. W procesach tych następuje bezpośrednie uwodornienie tlenku i/lub ditlenku węgla. W procesach syntezy wyższych alkoholi i węglowodorów uwodornienie CO jest połączone ze wzrostem łańcucha węglowodorowego. Surowcem jest gaz syntezowy (mieszanina H2, CO, CO2 i ewentualnie N2), a uzyskanie określonego składu produktów jest możliwe dzięki użyciu odpowiedniego katalizatora oraz zastosowaniu właściwych dla tego katalizatora warunków syntezy. Do modelowania wykorzystano wyniki własnych badań doświadczalnych wykonane w skali laboratoryjnej w układzie gaz-ciecz-ciało stałe Intensywne mieszanie zawiesiny oraz znaczne rozdrobnienie ziaren katalizatora umożliwiły wykonanie pomiarów szybkości reakcji w obszarze kinetycznym. W opisie matematycznym pominięto kinetykę procesów transportu masy przyjmując istnienie równowagi fizyko-chemicznej na granicy międzyfazowej gaz-ciecz i ciecz-ciało stałe. Wypadkowa szybkość reakcji była określona przez szybkości reakcji elementarnych zachodzących na centrach aktywnych katalizatora. Równania kinetyczne wyprowadzono w oparciu o opublikowane w literaturze mechanizmy rozważanych reakcji. W syntezie metanolu wykorzystano typowy dla tego procesu katalizator Cu/ZnO/Al2O3 z niewielką domieszką tlenku manganu, wyprodukowany w Zakładach Azotowych w Tarnowie. W procesie otrzymywania wyższych alkoholi używano złożonego katalizatora miedziowo-cynkowego z dodatkiem cezu jako promotora. Ten katalizator został zsyntetyzowany w Instytucie Inżynierii Chemicznej PAN w Gliwicach. Do modelowania kinetyki syntezy Fischera-Tropscha wykorzystano dane doświadczalne uzyskane przy użyciu katalizatorów żelazowych modyfikowanych tlenkami miedzi i potasu, wyprodukowanych przez amerykańską firmę United Catalyst, Inc. (UCI) Szczegóły dotyczące modelowania kinetyki trzech rozważanych w tej pracy procesów opisano w rozdziałach 2, 3 i 4. Podano tam również ogólne informacje dotyczące tych procesów oraz przedstawiono zakres i wyniki badań doświadczalnych wykorzystanych do identyfikacji modeli. Opis instalacji doświadczalnej, metodykę prowadzenia badań oraz sposób opracowania wyników pomiarów, wspólne dla trzech procesów, przedstawiono w dodatkach zamieszczonych w końcowej części tego opracowania.

EN

Hydrocarbons, methanol and higher alcohols can be synthesized on a large scale from synthesis gas over heterogeneous catalysts. Copper and zinc are the key components of the methanol catalyst. Alkali promotion of this catalyst changes the product composition from pure methanol to a mixture of alcohols. Promoted iron catalysts were used in commercial reactors for synthesis gas conversion to hydrocarbon mixture via Fischer-Tropsch synthesis. These processes are conventionally carried out in gas-phase reactors. As their alternative, the three-phase process is considered, in which an inert liquid is used to absorb the heat released during the reaction. The objective of this thesis was to develop kinetic models for the liquid phase synthesis gas conversion reactions which can be used to describe product formation on three following catalysts: - commercial Cu/ZnO/MnO3/Al2O3 (Zakłady Azotowe, Tarnów), - Cu/ZnO/ZrO2/Fe2O3/MoO3/ThO2/Cs2O (synthesized in Institute of Chemical Engineering of Polish Academy of Science, Gliwice), - Fe/CuO/K2O/SiO2 (United Catalyst, Inc.). Detailed reaction networks, derived from the literature and own steady-state experimental data, obtained in a laboratory stirred autoclave, were used as a basis for the development of kinetic models. In this study experiments were designed in such a way that all mass transfer resistances, including mass transfer through gas-liquid and liquid-solid interfaces and intra-particle diffusion, were negligible. The kinetics models were derived by using Langmuir-Hinselwood formalism and steady-state approximation for most of the reaction intermediates. Molar concentrations of reagents were originally used in rate equations, but for practical reasons the concentrations were then replaced by partial pressure using Henry's law. The kinetic parameters were then estimated by nonlinear regression of the experimental data. The models successfully predict the formation and/or distribution of products within the range of experimental conditions employed. The reaction mechanistic and kinetic considerations for three processes are subject of chapters 2, 3 and 4. Some general information about the process as well as experimental data is also included. In chapters 6 to 9 the experimental set-up, experimental procedure, analysis and data handling, similar for the three synthesis, are presented.

6

Lokalizacja strefy wznoszenia a moc mieszania układu gaz - ciało stałe - ciecz w reaktorze airlift

Kawalec-Pietrenko B., Cisiak Z.

Zeszyty Naukowe. Inżynieria Chemiczna i Procesowa / Politechnika Łódzka

|

2000

|

Z. 27

139-146

PL

Badano wpływ umiejscowienia strefy wznoszenia na moc mieszania i prędkość cyrkulacji cieczy w reaktorze airlift z cyrkulacją wewnętrzną oraz mieszaniem mechanicznym w kolumnie wewnętrznej. Stwierdzono, że moc mieszania jest wyższa, a prędkość cyrkulacji niższa, gdy strefa wznoszenia znajduje się w przestrzeni pierścieniowej.

EN

An influence of the riser location on the power consumption and the liquid circulation velocity in the internal loop airlift with mechanical agitation was investigated. It was found that the power consumption is higher and the liquid circulation velocity is distinctly lower if the ring space is the riser.