Services on Demand
Journal
Article
Indicators
- Cited by SciELO
- Access statistics
Related links
- Similars in SciELO
Share
Revista mexicana de ingeniería química
Print version ISSN 1665-2738
Rev. Mex. Ing. Quím vol.7 n.2 Ciudad de México Aug. 2008
Catálisis, cinética y reactores
Estudio del fenómeno de expansióncontracción del lecho en reactores de lecho ebullente usando el análisis dimensional y la teoría de modelos
Study of bed expansioncontraction phenomenon in ebullatedbed reactors based on dimensional analysis and model theory
J. L. SánchezLópezl, R. S. RuizMartinezl*, F. AlonsoMartínez2,3 y J. AncheytaJuárez3
1 Área de Ingeniería Química, Universidad Autónoma MetropolitanaIztapalapa. Av. San Rafael Atlixco 186, Col. Vicentina, CP 09360, México, D.F. *Autor para la correspondencia. Email: rmr@xanum.uam.mx. Tel.: 58044648, Fax.:58044900
2 Instituto Mexicano del Petróleo; Eje Central Lázaro Cárdenas No. 152 Col. San Bartolo Atepehuaca, México, D.F.
3 Instituto Tecnológico de Ciudad Madero, Av. 1o. de Mayo esq. Sor Juana Inés de la Cruz s/n Col. los Mangos, Cd. Madero Tamaulipas, México.
Recibido 20 de Marzo 2007
Aceptado 18 de Junio 2008
Resumen
Un enfoque acerca del escalamiento hidrodinámico para lechos fluidizados de tres fases reportado por Safoniuk y col. (1999) fue evaluado para sistemas operados a alta presión y alta temperatura. El método mencionado, basado en conceptos de análisis dimensional y teoría de modelos, sugiere el uso de un conjunto de cinco grupos adimensionales que deben ser igualados para asegurar la semejanza hidrodinámica entre dos unidades experimentales separadas que difieren tanto en su geometría como en sus condiciones de operación. Con la ayuda de estos conceptos, en el presente trabajo se llevaron a cabo experimentos en un sistema operado a presión atmosférica para simular el comportamiento hidrodinámico de un sistema de lecho ebullente operado a condiciones severas. La porosidad del lecho y el fenómeno de expansióncontracción fueron comparados en ambos sistemas. Sobre bases estadísticas, se observó una apropiada comparación entre la porosidad del lecho en ambas unidades.
Palabras clave: lecho ebullente, hidrodinámica, escalamiento, semejanza, alta presión.
Abstract
The hydrodynamics scaleup approach reported by Safoniuk et al. (1999) for threephase fluidized beds has been evaluated when applied for high pressure and temperature systems. The aforementioned method, which is based on dimensional analysis concepts and model theory, suggests the use of a set of five dimensionless groups that must be matched to ensure hydrodynamic similarity between two separate experimental units that differ both geometrically and in the operating conditions. With the aid of these concepts, in the present work experiments have been carried out with a system operated at atmospheric pressure to simulate the hydrodynamics of an ebullatedbed system operated under severe conditions. The bed porosity and the bed expansioncontraction phenomena have been compared for both systems. On a statistical basis, a good agreement between the bed porosities of both units was observed.
Keywords: ebullatedbed; hydrodynamics; scaleup; similarity; high pressure.
DESCARGAR ARTÍCULO EN FORMATO PDF
Agradecimientos
Se agradece el apoyo del Instituto Mexicano del Petróleo para la realización de este trabajo.
Referencias
National Institute of Standards and Technology (NIST) (2005). NISTNúmero 69. Disponible en: http://webbook.nist.gov/chemistry/fluid/. Accesado: 29 septiembre 2006. [ Links ]
Bloxom, V. R., Costa, J. M., Herranz, J., MacWilliam, G. L. y Roth, S. R. (1975). Determination and correlation of hydrodynamic variables in a threephase fluidized bed (Part IV), Report no. 219. Oak Ridge National Laboratory. [ Links ]
Buckingham, E. (1914). On physically similar systems, illustrations of the use of dimensional analysis. Physics Reviews 4, 345376. [ Links ]
Davidson, J. F., Harrison, D. (1963). Fluidized Particles. Cambridge University Press, London and New York. [ Links ]
Glicksman, L. R., Hyre, M. R., y Farrell, P .A. (1994). Dynamic similarity in fluidization. International Journal of Multiphase Flow 20S, 331386. [ Links ]
Horio, M., Nonaka, A., Sawa, Y. y Muchi, I. (1986). A new similarity rule for fluidized bed scaleup. AIChE Journal 32, 14661482. [ Links ]
Jiang, P., Luo, X., TsaoJen y Fan, L.S. (1997). High temperature and high pressure threephase fluidizationbed expansion phenomena. Powder Technology 90, 103113. [ Links ]
Kim, S. D., Baker, C. G. y Bergougnou, M. A. (1977). Bubble characteristics in threephase fluidized beds. Chemical Engineering Science 32, 12991306. [ Links ]
Luo, X., Jiang, P. y Fan, L.S. (1997). Highpressure threephase fluidization: Hydrodinamics and heat transfer. AIChE Journal 43, 24322445. [ Links ]
Macchi, A., Bi, H. T., Grace, J. R., McKnight, C. A. y Hackman, L. (2001). Dimensional Hydrodynamic Similitude in ThreePhase Fluidized Beds. Chemical Engineering Science 56, 60396045. [ Links ]
Meernick, P. R. y Yuen, M. C. (1988). An optical method for determining bubble size distributions, II: Application to bubble size measurementin a threephase fluidized bed. Journal of Fluids Engineering 110, 332338. [ Links ]
Safoniuk, M., Grace, J. R., Hackman, L. y McKnight, C. A. (1999). Use of dimensional similitude for scaleup of hydrodynamics in threephase fluidized beds. Chemical Engineering Science 54, 49614966. [ Links ]
Sánchez, J. L. (2007). Estudio de la hidrodinámica de reactores de lecho ebullente para el hidrotratamiento de crudos pesados. Tesis de Maestría UAMI, México. [ Links ]
Sánchez, J.L., Ruiz, R.S., Alonso, F. and Ancheyta, J. (2008). Evaluation of the hydrodynamics of highpressure ebullated beds based on dimensional similitude. Catalysis Today 130, 519526. [ Links ]
Zhang, J. P., Grace, J. R., Epstein, N. y Lim, K. S. (1997). Flow regime identification in gasliquid flow and threephase fluidized beds. Chemical Engineering Science 52, 39793992. [ Links ]