Periodic operation of trickle-bed reactors : experimental study of the hydrodynamics, the radial heat conductivity and the liquid maldistribution
Opération périodique des réacteurs catalytiques à lit fixe arrosé : étude expérimentale de l'hydrodynamique, de la conductivité thermique radiale et de la maldistribution de l'écoulement liquide
Résumé
The influence of periodic operation on the hydrodynamics in trickle-bed reactors, and on the related parameters, was studied experimentally in this work. Periodic operation consisted in a square-waved liquid feed. The pulse flow domain can be extended towards lower mean liquid velocities by a periodic liquid feed to has been observed experimentally that a tracer's residence time depends upon the moment of injection. This dependence is very well predicted when taking the propagation of continuity waves into account. The importance of the residence time variations during one feed cycle depends on the du ration of the cycle, with all other operating parameters constant. The plug flow character of the liquid does not seem to be deteriorated by periodic operation. No significant effect on the "natural" distribution of the liquid, measured at two different scales, has been observed. The effective radial thermal conductivity under periodic operation is of the same magnitude as the one measured under steady state conditions at the same mean liquid velocity.
Ce travail présente l'étude expérimentale de l'influence de l'opération périodique sur l'hydrodynamique des écoulements dans un trickle-bed et sur les grandeurs qui y sont associées. L'opération périodique consistait en une alimentation du liquide en créneaux. Le domaine du régime pulsé peut être étendu vers des débits de liquide moyens inférieurs en opération périodique. On observe expérimentalement que le temps de séjour d'une molécule de traceur dépend du moment d'injection. Cette dépendance est très bien prédite en tenant compte de la propagation d'ondes de continuité. Le caractère piston de l'écoulement du liquide ne paraît pas détérioré par l'opération périodique. Aucun effet significatif sur la distribution "naturelle" du liquide, mesurée à deux échelles, n'a été constaté. Les conductivités thermique radiales effectives en opération périodique sont très proches de celles mesurées en opération stationnaire à vitesse moyenne de liquide identique.