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Solid Fluidization (solid + fluidization)

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Selected Abstracts

Fluidization enhancement of agglomerates of metal oxide nanopowders by microjets

AICHE JOURNAL, Issue 6 2010
Jose A. Quevedo
Abstract The quality of gas,solid fluidization of agglomerates of nanoparticles has been greatly enhanced by adding a secondary flow in the form of a high-velocity jet produced by one or more micronozzles pointing vertically downward toward the distributor. The micronozzles produced a jet with sufficient velocity (hundreds of meters per second), turbulence, and shear to break-up large nanoagglomerates, prevent channeling, curtail bubbling, and promote liquid-like fluidization. For example, Aerosil R974, an agglomerate particulate fluidization (APF) type nanopowder, expanded up to 50 times its original bed height, and difficult to fluidize agglomerate bubbling fluidization (ABF) type nanopowders, such as Aeroxide TiO2 P25, were converted to APF type behavior, showing large bed expansions and homogeneous fluidization without bubbles. Microjet-assisted nanofluidization was also found to improve solids motion and prevent powder packing in an internal, is easily scaled-up, and can mix and blend different species of nanoparticles on the nanoscale. © 2009 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2010 [source]

Hydrodynamic characteristics of gas,solid fluidization at high temperature

THE CANADIAN JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING, Issue 1 2010
Shabnam Sanaei
Abstract Effect of temperature on the hydrodynamics of bubbling gas,solid fluidized beds was investigated in this work. Experiments were carried out at different temperatures ranged of 25,600°C and different superficial gas velocities in the range of 0.17,0.78,m/s with sand particles. The time-position trajectory of particles was obtained by the radioactive particle tracking technique at elevated temperature. These data were used for determination of some hydrodynamic parameters (mean velocity of upward and downward-moving particles, jump frequency, cycle frequency, and axial/radial diffusivities) which are representative to solids mixing through the bed. It was shown that solids mixing and diffusivity of particles increases by increasing temperature up to around 300°C. However, these parameters decrease by further increasing the temperature to higher than 300°C. This could be attributed to the properties of bubble and emulsion phases. Results of this study indicated that the bubbles grow up to a maximum diameter by increasing the temperature up to 300°C, after which the bubbles become smaller. The results showed that due to the wall effect, there is no significant change in the mean velocity of downward-moving clusters. In order to explain these trends, surface tension of emulsion between the rising bubble and the emulsion phase was introduced and evaluated in the bubbling fluidized bed. The results showed that surface tension between bubble and emulsion is increased by increasing temperature up to 300°C, however, after that it acts in oppositely. L'effet de la température sur l'hydrodynamique de lits fluidisés de gaz-solide bouillonnants a fait l'objet de l'étude de cet ouvrage. Des expériences ont été faites à différentes températures se situant entre 25 et 600°C et différentes vélocités de gaz superficiels sur une plage de 0,17 à 0,78,m/s avec particules de sable. La trajectoire temps-position des particules a été obtenue à l'aide d'une technique de repérage par particules radioactives à haute température. Ces données ont été utilisées pour déterminer certains des paramètres hydrodynamiques (vélocité moyenne des particules ascendantes et descendantes, la fréquence de sauts bonds, la fréquence de cycles et les diffusivités axiales et radiales), lesquels sont représentatifs de solides se mélangeant dans le lit. Il a été démontré que le mélange de solides et la diffusivité des particules augmentent en haussant la température à environ 300°C. Cependant, ces paramètres diminuent en accroissant davantage la température au-delà de 300°C. Cela pourrait être attribué aux propriétés des phases de bouillonnement et d'émulsion. Les résultats de cette étude indiquent que les bulles croissent pour atteindre un diamètre maximum en augmentant la température jusqu'à 300°C. Au-delà de cette température, les bulles deviennent plus petites. Les résultats démontrent qu'en raison de l'effet de paroi, il n'y a pas de changement significatif à la vélocité moyenne des grappes descendantes. Afin d'expliquer ces tendances, la tension de surface de l'émulsion entre la bulle ascendante et la phase émulsion a été introduite et évaluée dans le lit fluidisé bouillonnant. Les résultats ont démontré que la tension de surface entre la bulle et l'émulsion augmente en haussant à température jusqu'à 300°C; cependant, après cette température, elle agit inversement. [source]

Hydrodynamics of gas,solid fluidization in tapered beds

THE CANADIAN JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING, Issue 3 2009
J. S. N. Murthy
Abstract Gas,solid fluidization has a wide range of industrial applications like catalytic reactions, combustion, gasification, etc. In a number of these applications, there is particle size reduction during the operation leading to severe entrainment and limitation of operating velocity. The various problems associated with particles of different sizes or changing particles sizes could be overcome by adopting tapered beds in fluidization operation. In the present investigation, the fluidization phenomenon in tapered beds has been critically assessed through experimental investigations using particles of different sizes and materials and wide range of apex angles of the vessels. The effect of particle size and apex angle on the fluidization behaviour is clearly brought out which has not been reported so far in literature. The importance of compressive force existing in tapered beds is highlighted. In addition, correlations for all hydrodynamic characteristics, viz. critical fluidization velocity, minimum velocity for full fluidization, maximum velocity for defluidization, peak pressure drop, fluctuation ratio, compressive force, and hysteresis have been developed some of which are proposed for the first time. La fluidisation gaz-solide revêt un vaste éventail d'applications industrielles comme les réactions catalytiques, la combustion, la gazéification, etc. Pour un certain nombre deces applications, il y a une réduction granulométrique durant l'activité menant à un entraînement età une limitation intenses de la vitesse de fonctionnement. Les divers problèmes liés aux particules de dimensions différentes ou aux dimensions de particules changeantes pourraient être surmontésen adoptant les lits coniques dans les activités de fluidisation. Dans le cadre de la présente étude, lephénomène de fluidisation dans les lits coniques a été évalué de façon critique au moyen devérifications expérimentales employant des particules de dimensions et de matières différentes et d'un vaste éventail d'angles de sommet de fluidiseurs. L'effet de la dimension des particules et del'angle des sommets sur le comportement de la fluidisation est nettement mis en évidence, ce quin'a pas été soulevé à venir jusqu'ici dans la documentation. L'importance de la force decompression qui existe dans les lits coniques est mise en évidence. De plus, les corrélations relativement à l'ensemble des caractéristiques hydrodynamiques, c.-à-d. la vitesse de fluidisation critique, la vitesse minimale de fluidisation complète, la vitesse maximale de défluidisation, la chute des pics de pression, le taux de fluctuation, la force de compression et l'hystérésis, ont été élaborées, certaines d'entre elles étant avancées pour la première fois. [source]