Efektywność procesu napowietrzania w reaktorach barbotażowych ze złożem ruchomym

Abstract

The efficiency of the aeration process in airlift reactors with moving beds Efektywność procesu napowietrzania w reaktorach barbotażowych ze złożem ruchomym AbstractThe current work consisted of performing tests on the prototype airlift reactor, examining the efficiency of oxygenation in an airlift reactor equipped with an airlift pump and an additional nozzle to aerate and mix water in the tank. In particular, the objective was to find the optimal submergence of the nozzle which would allow achieving the best possible oxygenation of water with adequate lift efficiency. The testing was performed in two series: with a tank fully filled with water; with a tank filled with 80% water and 20% moving bed. The use of a moving bed with a high specific surface area significantly improved aeration conditions and decreased mixture flow velocity thus causing an increase of gas and liquid contact time. The research has shown the effect of nozzle position on the aeration and circulation conditions in the reactor. Keywords: airlift reactor, aeration, moving bedStreszczenie Praca polegała na wykonaniu serii doświadczeń na modelu fizycznym prototypowego reaktora barbotażo-wego. Badano skuteczność natleniania wody w reaktorze barbotażowym wyposażonym w podnośnik powietrzny, zaopatrzony w dodatkowy króciec napowietrzający i powodujący cyrkulację cieczy w zbiorniku. Celem było znalezienie optymalnego zagłębienia króćca, które pozwoliłoby na osiągnięcie jak najlepszego natlenienia cieczy przy odpowiedniej wydajności podnośnika. Badania wykonano w dwóch seriach: dla zbiornika napełnionego wyłącznie wodą i dla zbiornika wypełnionego w 20% objętości złożem ruchomym. Zastosowanie złoża o dużej powierzchni właściwej znacznie poprawiło warunki napowietrzania, zmniejszyło prędkość cyrkulacji mieszaniny, co pozwoliło zwiększyć czas kontaktu cieczy i gazu. Badania wykazały wpływ położenia króćca na warunki tlenowe i cyrkulację mieszaniny w reaktorze.Słowa kluczowe: reaktor barbotażowy, napowietrzanie, złoże ruchome 168

The Effect of Hydraulic Conditions in Barbotage Reactors on Aeration Efficiency

“…Lines on the graph assume a shape comparable to straight lines at slope α to the axis of the abscissa, which confirms a correct determination of saturation concentration c s . The tangent of slope α of the line to the axis of the abscissa corresponds to values of aeration rate k La by Suschka et al [32]. Values of k L a for H34 ranged from 0.02 to 0.97, while those for H84 ranged from 0.06 to 1.46 ( Figure 10).…”

“…Values of k L a for H34 ranged from 0.02 to 0.97, while those for H84 ranged from 0.06 to 1.46 ( Figure 10). aeration rate kLa by Suschka et al [32]. Values of kLa for H34 ranged from 0.02 to 0.97, while those for H84 ranged from 0.06 to 1.46 ( Figure 10).…”

“…where k L a is the oxygen volumetric mass transfer coefficient for temperature T (min −1 ). The methodology to determine k L a based on measurements of dissolved oxygen concentration during the time of delivery was presented by Suschka et al [32].…”

“…Oxygenation capacity OC was determined for all the structural design variants H and reactor packing W (Equation (1)). The calculations were performed at 3-min intervals and for all the pre-determined measurement levels P. Values of diffusion constants were interpolated for the measured temperature according to the table given by Suschka et al [32]. Measured oxygen concentrations were used to plot the oxygen volumetric mass transfer coefficient k La , following the methodology presented by Suschka et al [32].…”