Czasopismo | PRZEMYSŁ CHEMICZNY | Rocznik 2024 - zeszyt 2

Modelowanie hydrodynamiki reaktora barbotażowego nowej konstrukcji

Modeling of the hydrodynamics in a bubble reactor with a special design

10.15199/62.2024.2.12

nr katalogowy: 147410
10.15199/62.2024.2.12

Streszczenie

Opracowano model CFD reaktora barbotażowego z dyspergatorem szczelinowym, stosowanego do głębokiego odsiarczania gazów zawierających duże ilości SO2 , w celu implementacji procesu na większą skalę. Reaktor barbotażowy pracuje w układzie trójfazowym zawierającym ciecz, rozproszony gaz procesowy oraz fazę stałą (gips), czyli produkt reakcji. Zastosowano model Eulerian rozszerzony do trzech faz ze standardowym modelem turbulencji k-ɛ. Symulacje dotyczące hydrodynamiki prezentowanego reaktora wykonano dla różnych wartości parametrów procesowych. Walidacja opracowanego modelu CFD opierała się na porównaniu doświadczalnych i obliczonych wartości spadku ciśnienia gazu wlotowego oraz mocy mieszania. Stwierdzono bardzo dobrą zgodność tych parametrów. Przeprowadzono szczegółową analizę zjawisk hydrodynamicznych zachodzących w różnych obszarach reaktora. Analiza ta potwierdziła dobre warunki mieszania fazy gazowej i ciekłej w reaktorze o modelowanej konfiguracji. Takie warunki sprzyjają efektywnej absorpcji SO2 , co stwierdzono w badaniach eksperymentalnych.

Abstract

A CFD model of 1.5 m3 bubble reactor equipped with a slotted gas disperser used for deep desulfurization of SO2 -rich gases was developed. The Eulerian model extended to 3 phases with standard k-ɛ turbulence model was used. Simulations of the hydrodynamics were made for different values of operating parameters. The validation of developed model was done by comparing the exp. and calc. values of the inlet gas pressure drop and the power of mixing. Anal. of the hydrodynamic phenomena in various areas of reactor confirmed good conditions for mixing the gas and liq. phases in the reactor with the modeled configuration. Such conditions favor effective absorption of SO2 , which was found in experimental studies

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] P. Rollbusch, M. Bothe, M. Becker, M. Ludwig, M. Grünewald, M. Schlüter, R. Franke, Chem. Eng. Sci. 2015, 126, 660.
[2] T. Wang, J. Wang, Y. Jin, Ind. Eng. Chem. Res. 2007, 46, 5824.
[3] R.K. Srivastava, W. Jozewicz, J. Air Waste Manage. Assoc. 2001, 51, 1676.
[4] A. Poullikkas, Energy Technol. Policy 2015, 2, 92.
[5] Pat. pol. 230391 (2018).
[6] Pat. pol. 209175 (2011).
[7] J. Mrozowski, J. Jaschik, Przem. Chem. 2021, 100, nr 6, 585.
[8] J.B. Joshi, Chem. Eng. Sci. 2001, 56, 5893.
[9] D.D. McClure, N. Aboudha, J.M. Kavanagh, D.F. Fletcher, G.W. Barton, Chem. Eng. J. 2015, 264, 291.
[10] K. Guo, T. Wang, Y. Liu, J. Wang, Chem. Eng. J. 2017, 329, 116.
[11] V.H. Bhusare, M.K. Dhiman, D.V. Kalaga, S. Roy, J.B. Joshi, Chem. Eng. J. 2017, 317, 157.
[12] M. Elqotbi, S.D. Vlaev, L. Montastruc, L.I. Nikov, Comput. Chem. Eng. 2013, 48, 113.
[13] M. Meister, M. Rezavand, C. Ebner, T. Pümpel, W. Rauch, Adv. Eng. Software 2018, 115, 194.
[14] F. Scargiali, A.D. Orazio, F. Grisafi, A. Brucato, Chem. Eng. Res. Des. 2007, 85, 637.
[15] X. Guan, X. Li, N. Yang, M. Liu, Chem. Eng. J. 2020, 386, 121554.
[16] A. Hadane, L. Khamar, S. Benjelloun, A. Nounah, Chem. Eng. Proces. 2019, 135, 190.
[17] R.J.G. Lopes, R.M. Quinta-Ferreira, Chem. Eng. J. 2009, 147, 342.
[18] D. Janecki, A. Burghardt, G. Bartelmus, Chem. Eng. J. 2014, 237, 176.
[19] P.S. Balusu, B. Mohanty, Int. J. Comput. Appl. Eng. Sci. 2011, 1, nr 4, 454.
[20] T. Can, L. Mingyan, X. Yonggui, AIChE J. 2013, 59, 1934.
[21] Z. Peng, L. Ge, R. Moreno-Atanasio, G. Evans, B. Moghtaderi, E. Doroodchi, Chem. Eng. J. 2020, 396, 124738.
[22] ANSYS Fluent Theory Guide, Release 2021 R2, July 2021.
[23] L.C. Mutharasu, D.V. Kalaga, M. Sathe, D.E. Turney, D. Griffin, X. Li, M. Kawaji, K. Nandakumar, J.B. Joshi, Chem. Eng. J. 2018, 350, 507.
[24] A. Behzadi, R.I. Issa, H. Rusche, Chem. Eng. Sci. 2004, 59, 759.

Zeszyt


PRZEMYSŁ CHEMICZNY- e-zeszyt (pdf) 2024-2 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	85.00 zł

Prenumerata

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Open Access

Zeszyt

2024-2

Twój Koszyk

Zeszyt

Prenumerata

Open Access

Zeszyt

Czasopisma