Exchange between the stagnant and flowing zone in gas-flowing solids-fixed bed contactors

Abstract

In countercurrent gas - flowing solids - fixed bed contactors, a fraction of the flowing solids is in motion (dynamic holdup), while the other fraction is resting on the fixed bed elements. In this study it was experimentally proved that the stagnant zone should not be considered as a dead part of the column, but that there is a dynamic exchange between these two portions of flowing solids particles. Combining a mathematical model with tracer experiments, the rate of exchange was determined and it was shown that only a small part (ca. 20 %) of the stagnant region should be considered as a dead one.

Kontaktori gas-pokretna čvrsta faza-pokovan sloj predstavljaju novi tip uređaja za separacione procese, prenos toplote i hemijske reaktore. U ovom tipu kontaktora gas struji na gore kroz pakovan sloj u koloni, dok sitne čestice pokretne čvrste faze struje na dole. Pokretnu čvrstu fazu karakterišu dinamički i statički sadržaj, jer se deo čestica nalazi u kretanju, dok drugi deo čestica miruje nataložen na elementima pakovanja. U ovom radu je pretpostavljeno i eksperimentalno dokazano da nataložene čestice na pakovanju ne predstavljaju neaktivni (mrtvi) deo pokretne čvrste faze, kao što se do sada pretpostavljalo, već postoji stalna razmena između pokretnih čestica u toku (dinamički sadržaj) i onih koje su nataložene (statički sadržaj). Primenom tehnike sa obeleženom supstancom pokazano je da samo mali deo nataloženih čestica na punjenju (oko 20 %) ne biva zamenjeno ni posle veoma dugog vremena i zaista predstavlja "mrtvu zonu". Kombinovanjem izvedenog matematičkog modela sa eksperimentalnim rezultatima određena je brzina razmene pokretnih i nepokretnih čestica.