Quelle: Kerry M. Dooley und Michael G. Benton, Department of Chemical Engineering, Louisiana Landesuniversität, Baton Rouge, LA

Das Ziel dieses Experiments ist es, das Ausmaß der Reservepositionen im typischen verpackten Bett Reaktoren in einphasigen und Zweiphasenströmung (Gas-Flüssigkeit) ermitteln und bewerten die Auswirkungen dieser Fehlverteilung auf Druckabfall. Die Konzepte der Residenz Zeitverteilung und Streuung werden durch den Einsatz von Tracer eingeführt, und diese Begriffe beziehen sich auf physische Fehlverteilung.

Channeling in einem einphasigen Strom kann an Wänden entlang oder durch bevorzugte Strömung durch einen größeren Teil des Querschnitts Bett auftreten. Channeling in Zweiphasenströmung kann resultieren aus noch komplexer Ursachen, und einfache Zweiphasenströmung Theorien selten Vorhersagen, Druckverluste in gepackten Betten. Ein Design-Ziel ist immer das Ausmaß des Channelns zu minimieren, indem Sie finden das optimale Bett und Partikel Durchmesser für die Design-Durchflussmengen und durch die Verpackung ein Bett in einer Weise absetzen zu minimieren. Es ist immer wichtig zu quantifizieren, wieviel Fehlverteilung auftreten kann und die Einheit seines Auftretens berücksichtigt zu entwerfen.

Des Permeameter Apparat Maßnahmen Druckabfall, ΔP und die Konzentration der Tracer (Farbstoff) beenden horizontale verpackte Betten von gepanzerten Glas für Wasser, Luft oder Zweiphasenströmung (Abbildungen 1 und 2). Wasser tritt durch ein Regelventil und durch manuelle Ventile zu fünf Betten (48" lange, 3" I.D.) mit unterschiedlicher Größe Glas Bead geworfen (zufällig) Packungen weitergeleitet werden kann. Der Druckabfall wird mit einem Druckaufnehmer gemessen. Der Wasserfluss wird durch einen Differenzdruck (DP, Blende) Sender und den Luftstrom durch einen trockenen Test Meter (ähnlich einem Hause Gaszähler) gemessen. Die Farbstoff-Probe ist flussaufwärts durch eine automatische Probenahme Ventil injiziert. Die Ausfahrt Konzentration des Farbstoffs aus einem Bett wird mit einer UV-Vis-Spektrometer gemessen. Residenz Zeit Ausschüttungen aus den Tests berechnet und im Vergleich zu den Vorhersagen der Theorien über Streuung in gepackten Betten. Zweiphasenströmung wird im Bett 5, enthält die größten Partikel untersucht werden.

Abbildung 1: Prozess-Instrumentierung-Diagramm des Apparates.

Abbildung 2. 3-d-Darstellung des Apparates. #1 Bett steht an der Spitze, Bett #5 unten. Das Wasser-Steuerventil ist auf der linken Seite (rote Mütze). Der DP-Sender ist in der oberen Mitte (blau).

1. Inbetriebnahme das Gerät

Das Gerät ist in erster Linie durch die dezentrale Steuerung-System-Schnittstelle betrieben. Eine Dauerwelle P & ID-schematische erscheint und öffnen/schließen automatische Ventile ist Point & click.

1. Um Wasserdurchfluss auf jedem Bett #4 und #5 herzustellen, öffnen Sie die ein- und Ausfahrt Ventile auf dem Bett getestet und die Wasserversorgung Magnetspule.
2. Mithilfe der Durchflussregler um Wasser fließt durch das Bett, erhöhen si

Erhalten die RTDs (E-Kurven, mit Gleichungen 1 - 2) nach Subtraktion einer entsprechenden Basislinie (falls erforderlich) aus den Spektrometer-Signalen. Ein Beispiel für Basislinienkorrektur für Bett #3 (hier nicht verwendet) ist in Abbildung 3. Mit Gleichungen 1-3, berechnen Sie die durchschnittliche Porosität, Tracer Masse, mittlere Verweilzeit, Varianz und Abweichung vom Mittelwert geteilt Quadrat aus der RTDs. vergleichen berechnet Tracer Masse mit ein...

In diesem Experiment wurde das echte Fließverhalten der horizontalen verpackt Betten, beide in Einzel- und zwei-Phasen-Strömung, die einfachere theoretische Modelle für Druckabfall und Dispersion ("Flow" breitet sich in axialer Richtung, abweichende Pfropfenströmung) gegenübergestellt. Das Dienstprogramm von Markierversuchen in sondieren für Fehlverteilung ("channeling") in solchen Betten ist demonstriert worden, und es wurde auch nachgewiesen, dass bestimmte Kennzahlen berechnet aus der Tracer-Tests Aufschluss üb...

1. Encyclopedia of Chemical Engineering Equipment." Distillation Columns. http://encyclopedia.che.engin.umich.edu/Pages/SeparationsChemical/DistillationColumns/DistillationColumns.html. Accessed 9/22/16.
2. Encyclopedia of Chemical Engineering Equipment." Absorbers. http://encyclopedia.che.engin.umich.edu/Pages/SeparationsChemical/Absorbers/Absorbers.html. Accessed 9/22/16.
3. Nevers, N., Fluid Mechanics for Chemical Engineers, 3^rd Ed., McGraw-Hill, 2004, Ch. 11. A derivation can be found in: M.M. Denn, "Process Fluid Mechanics", Prentice-Hall, 1980, Ch. 4.
4. Fogler, H.S., "Elements of Chemical Reaction Engineering", Prentice-Hall, 2006, Ch. 13.1-13.3 and 14.3-14.4 (dispersion models); Levenspiel, O., "Chemical Reaction Engineering", 3^rd Ed., John Wiley, 1999, Ch. 11 and 13 (dispersion models); Missen, R.W., Mims, C.A., and Saville, B.A., "Introduction to Chemical Reaction Engineering and Kinetics", John Wiley, 1999, Ch. 19 and 20.1.
5. Levy, S., "Two Phase Flow in Complex Systems", John Wiley, 1999, Ch. 3.