Abstract
Gas and liquid flow characteristics were investigated in an internal circulation airlift reactor using a single nozzle for a gas distributor. In three reactors with different diameters of the downcomer and heights of the riser, the gas holdup in the individual flow zone and the impulseresponse curve of tracer for an air-water system were measured for various gas velocities and reactor heights. Experimental results showed that the flow behavior of bubbles in the riser was the slug flow due to strong coalescences of bubbles and that the bubble flow pattern in the downcomer was the transition bubble flow for the smaller diameter of the downcomer, however, it was the homogeneous bubble flow for the larger one. And mean gas holdups in the individual flow zone and the reactor were greatly increased with decreasing the diameter of the downcomer for the equal ratio of height of the top section to that of the riser. Also, the mixing time was much effected by the height of the top section of reactor and for the equal ratio of height of top section to that of the riser, it was increased with increasing the diameter of the downcomer and the height of the riser. Flow characteristics of liquid were mainly varied with the bubble flow pattern in the downcomer and the size of the top section of reactor. And circulation velocities of liquid in the riser were increased with increasing gas velocities and the size of the top section of reactor, and for the equal ratio of height of top section to that of the riser, they were increased with increasing the diameter of the downcomer and the height of the riser.
기체분산기로 단일노즐을 사용한 내부순환 공기리프트 반응기에서 기체 및 액체의 유동특성을 해석하였다. 실험은 공기-물계에서 하강관의 직경과 상승관의 높이가 다른 세 가지 반응기를 사용하여 기체속도와 반응기의 높이를 변화시키면서 각 유동지역의 기체체류량과 추적자의 충격-응답곡선을 측정하였다. 실험결과, 기포의 유동양상은 상승관에서 강한 기포합체를 일으키는 슬러그흐름을, 그리고 하강관에서는 직경의 크기에 따라 전이흐름 또는 균일상 기포흐름을 나타내었다. 그리고 동일한 반응기 상부지역의 높이비에서 각 유동지역과 반응기 전체의 평균 기체체류량은 하강관의 직경이 작을수록 상당히 증가하였다. 또한 혼합시간은 기체속도보다 반응기 상부지역의 높이에 크게 영향을 받으며 동일한 반응기 상부지역의 높이비에서는 하강관의 직경과 상승관의 길이가 클수록 상당히 큰 값을 나타내었다. 액체의 유동특성은 하강관에서 기포의 유동양상과 반응기 상부지역의 크기에 따라 크게 변화하였으며 상승관에서 액체의 순환속도는 기체속도와 반응기 상부지역의 크기가 증가할수록 증가하였고 동일한 반응기 상부지역의 높이비에서는 하강관의 직경과 상승관의 길이가 증가할수록 증가하였다.
