ソース: ケリー ・ m ・ ドゥーリーとマイケル g. ベントン、工業化学科、ルイジアナ州立大学、バトン ルージュ, ルイジアナ

この実験の目的は、単相および気液二相 (液) の流れの典型的な充填層反応器での偏在の大きさを決定し、この偏在の圧力損失に及ぼす影響を評価することです。トレーサーを使用して滞留時間分布と分散の概念を導入し、これらの概念は物理の偏在に関連.

単相流のチャネリングは、壁に沿ってベッド断面の大きい部分を通って優遇の流れによって行われます。二相流のチャネリングすることができます、さらにもっと複雑な原因から結果、単純な二相流理論はほとんど充填層の圧力損失を予測します。設計目標は、設計流量の最適なベッド、粒子径を見つけることによって、解決を最小限に抑える方法でベッドを梱包してチャネリングの範囲を最小限に抑えるために常にです。どのくらいの偏在が発生する可能性を定量化する過剰その発生を考慮してユニットを設計することが重要です。

凝装置対策圧力損失、ΔP、および水平充填を終了するトレーサー (色素) の濃度は装甲ガラスの水、空気、または二相流 (図 1 および 2) です。水制御弁を通って入り、サイズの異なるガラス ビーズ ダンプ (ランダム) パッキンと 5 ベッド (48「長い、3」内径) のいずれかに手動バルブ経由でルーティングできます。圧力降下は、圧力トランスミッタを使用して測定されます。水の流れは、乾燥試験計 (自宅のガスメーターに類似) で (DP、オリフィス) 差動圧力送信機、空気の流れによって測定されます。色素サンプルは、自動サンプリング バルブによって上流に注入されます。紫外-可視分光計を使用してベッドから染料の出口濃度の測定します。レジデンス時間分布は、テストから計算され、充填層内における分散の理論の予測と比較しています。ベッド 5、最大粒子を含んだ二相流が検討されます。

図 1: 装置のプロセスと計装図。

図 2。装置の 3次元レンダリングします。#1 ベッドは、上部、下部の #5 ベッドです。水制御弁は、左側 (赤いボンネット) です。DP 送信機を上部中央 (青) です。

(1) 起動装置

装置は、分散制御システムのインターフェイスを通じて主に運営されています。パーマP

1. ベッドか、#4 #5 のいずれかを水の流れを確立するには、テストされているベッドと給水ソレノイドに入口と出口のバルブを開きます。
2. 流量コント ローラーを使用して、それを徐々 に引き上げ、ベッドを貫流する水を開始します。良い出発点は、400 mL/分ベッド #4 とベッド #5 500 mL/分です。ベッドで差圧を監視します。DP 送信機の全体範囲をカバーする流れが変化します。
3. 分析計機器を電源、コントロール コンソールとの通信を確立します。分光プロシージャの詳細については、取扱説明書 (SpectraSuite)。蛍光色素基準の分析計の校正が提供されます。
4. 各ベッドのシングル平均流量でのトレーサーとして DI 水で染める #4 と 5 の 50 ppm を使用してベッドにそれぞれ 1 つのトレーサー テストを実行します。
5. 分光計のプローブをプローブ

Rtd を取得 (E 曲線、1-2) 後を引く適切なベースライン (必要に応じて) 分光信号から方程式を用いたします。ベッド #3 (ここでは使用されません) の基線補正の例が図3 です。1-3、空隙率、トレーサーの質量を計算する方程式を使用して彼らは予想精度内にない場合、平均滞留時間、分散と分散の平均で割った値は挿入された質量 - Rtd の比較計算ト?...

この実験では充填層両方単一および二相流における水平の実際の流動挙動は圧力損失と分散 (フロー プラグ流からの逸脱、軸方向の拡散) の単純な理論的モデルに対照的だった。このようなベッドで (「チャネリング」) 偏在の調査にトレーサー試験の有用性が実証されているとも、トレーサー試験から計算特定のメトリックは、チャネリングの原因のいくつかのアイデアを与えることができ?...

1. Encyclopedia of Chemical Engineering Equipment." Distillation Columns. http://encyclopedia.che.engin.umich.edu/Pages/SeparationsChemical/DistillationColumns/DistillationColumns.html. Accessed 9/22/16.
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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.
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