Fuente: Kerry M. Dooley y Michael g. Benton, Departamento de ingeniería química, Universidad Estatal de Louisiana, Baton Rouge, LA

El objetivo de este experimento es determinar la magnitud de la mala distribución en reactores de lecho Empaquetado típico en monofásico y flujo de dos fases (gas-líquido) y evaluar los efectos de esta mala distribución de la caída de presión. Se introducen los conceptos de dispersión y distribución del tiempo de residencia mediante el uso de trazadores, y estos conceptos están relacionados con mala distribución física.

Canalización de un flujo monofásico puede ocurrir a lo largo de las paredes o por flujo preferencial a través de una porción más grande de la sección transversal de la cama. Canalización en flujo bifásico puede resultar de causas más complejas, y teorías de flujo bifásico simple rara vez predicen la presión cae en camas embaladas. Un objetivo de diseño es siempre minimizar el grado de canalización por encontrar los diámetros cama y partícula óptimos para los caudales de diseño y embalaje de una cama de una manera para minimizar el asentamiento. Siempre es importante cuantificar cuánta mala distribución podría ocurrir y sobre-diseño de la unidad para tener en cuenta para su ocurrencia.

La caída de presión medidas permeámetro aparato, ΔP y la concentración de trazador (tinte) salida horizontales camas llenas de blindada de vidrio para agua, aire o flujo bifásico (figuras 1 y 2). El agua entra a través de una válvula de control y puede canalizarse a través de válvulas manuales en cualquiera de cinco camas (48" de largo, 3" de diámetro interior) con diverso tamaño de vidrio grano vertido empaques (al azar). La caída de presión se mide con un transmisor de presión. El flujo de agua es medido por un transmisor de presión diferencial (DP, orificio) y el flujo de aire por un medidor seco (similar a un medidor de gas casero). La muestra de tinte se inyecta aguas arriba por una válvula de muestreo automatizado. La concentración de salida del tinte de una cama se mide usando un espectrómetro UV-Vis. Las distribuciones de tiempo de residencia son calculadas a partir de las pruebas y en comparación con las predicciones de las teorías de la dispersión en camas embaladas. Flujo bifásico se estudiará en la cama 5, que contiene las partículas más grandes.

Figura 1: Diagrama de proceso e instrumentación del aparato.

Figura 2. Representación 3D del aparato. Cama #1 está en la parte superior, cama #5, en la parte inferior. La válvula de control de agua está a la izquierda (gorro rojo). El DP transmisor está en la parte superior central (azul).

1. puesta en marcha del aparato

El aparato es operado principalmente a través de la interfaz del sistema de control distribuido. Un Perm P & ID mismo aparece y apertura y cierre automático de válvulas es punto y haga clic en.

1. Para establecer el flujo de agua a la cama #4 o #5, abra las válvulas de entrada y salida de la cama está probando y el solenoide de suministro de agua.
2. Utilizar el controlador de flujo para iniciar el agua que fluye a través de la cam

Obtener el RTDs (E-curvas, usando las ecuaciones 1 - 2) después restar una base adecuada (si es necesario) de las señales del espectrómetro. Un ejemplo de corrección de línea base para cama #3 (aquí no se usa) es en la figura 3. Usando las ecuaciones 1-3, calcular la porosidad promedio, masa de trazador, tiempo de residencia media, varianza y varianza dividido por la media cuadrada de la masa de trazador de RTDs. compara calculado con masa inyectada - s...

En este experimento el comportamiento del flujo real de horizontal lleno de camas, tanto en individual y dos fases de flujo, se contrapone a los modelos teóricos más simples para la caída de presión y dispersión (flujo en la dirección axial, la desviación del flujo del enchufe). Se ha demostrado la utilidad de pruebas de trazadores en sondeo para mala ("canalizando") en tales camas, y que incluso se ha demostrado que ciertos indicadores calculados a partir de los ensayos de tracer pueden dar una idea de la causa d...

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.