Showing papers in "Canadian Journal of Chemical Engineering in 1993"

Performance assessment measures for univariate feedforward/feedback control

Abstract: An analysis of variance for univariate feedforward/feedback systems has been derived which allows the variance contributions due to both disturbances and controllers to be established. A performance index which assesses the performance of the overall control scheme has been developed. Estimates of the analysis of variance and performance index can be obtained using ordinary closed loop data and least squares regression. These quantities can be used on-line or off-line for either the design of new controllers or as a means of assessing the performance of existing feedforward/feedback control schemes. The practicality of the results in the paper are demonstrated using simulated and industrial data.

Adiabatic two-phase flow in narrow channels between two flat plates

Abstract: Adiabatic cocurrent flow of air and water through a narrow passage between two flat plates 240 mm long and 99mm wide with gap-widths of 0.778 mm and 1.465 mm was investigated for six different orientations: Vertically upward and downward, 45° inclined upward and downward, and horizontal flows between horizontal plates and between vertical plates. Except for horizontal flow between vertical plates, the effects of gap width and flow channel orientation on flow pattern, void fraction and friction pressure drop were found to be small in narrow channels. The void fraction and two-phase friction multiplier data could also be reasonably correlated in terms of the Martinelli parameter. For horizontal flow between vertical plates, both the void fraction and friction multiplier data showed strong mass velocity effects. Several friction pressure drop correlations were tested for applicability to the narrow channels including a separated flow model proposed in this work.

The mean flow field produced by a 45° pitched blade turbine: Changes in the circulation pattern due to off bottom clearance

Abstract: On a analyse le courant de decharge et l'ecoulement principal produits par une turbine a aubes inclinee dans un reacteur agite a chicanes, en combinant des techniques de visualisation de l'ecoulement et de mesure anemometrique laser Doppler. Deux profils de circulation globale distincts ont ete observes, l'un pour des degagements dans le fond du reservoir importants, l'autre pour des petits degagements aux parois. On montre que les profils de circulation ont un effet marque sur le courant de decharge, meme a proximite des aubes de la turbine. Ces decouvertes indiquent que l'action de la turbine n'est pas independante de la geometrie du reservoir et qu'elle subit une influence non negligeable de l'ecoulement global. Cette conclusion a des implications importantes pour la modelisation et la prediction des champs d'ecoulement dans les reservoirs agites

Flow simulation of herschel‐bulkley fluids through extrusion dies

Abstract: The flow of viscoplastic materials through extrusion dies has been studied numerically using the finite element method. Rheological data for viscoplastic doiighs have been fitted by the Herschel-Bulkley model, which incorporates a yield stress into the power-law model. Non-isothermal simulations show the extent and shape of yieldedlunyielded regions and the development of temperature field assuming different modes of heat transfer at the boundaries. The results reveal that viscous dissipation causes appreciable temperature rises in the extrudate in agreement with measured values at the extruded material surface. The extrudate swell results show a maximum for a certain range of apparent shear rates also observed experimentally. However, the inelastic simulations based on the Herschel-Bulkley model always underpredict the experimental swelling values. A heuristic approach is also used to determine the Ievel of elasticity required to produce the experimental values. On a CtudiC numtriquement 1’Ccoulement de matCriaux viscoplastiques dans des filDres d’extrusion par une mCthode d’CICments finis. Les donnCes rhCologiques des pltes viscoplastiques ont CtC calCes ii I’aide du modtle Herschel-Bulkley , qui introduit une contrainte de cisaillement dans le modMe de loi de puissance. Les simulations non isothermes montrent 1’Ctendue et la forme des regions cisaillies et non cisaillCes ainsi que le dCveloppement du champ de temp6rature en supposant differents modes de transfert de chaleur aux limites. Les rCsultats rtvtlent que la dissipation visqueuse entraine des ClCvations de tempkratures apprCciables dans I’extrudat en accord avec les valeurs mesurkes ii la surface des matCriaux extrudts. Les rksultats sur le gonflement de I’extrudat indiquent un maximum pour une certaine gamme de vitesses de cisaillement apparentes Cgalement observtes expkrimentalement . Cependant, les simulations non Clastiques s’appuyant sur le modMe Herschel-Bulkley s’avtrent toujours insuffisantes pour prkdire les valeurs de gonflement expkrimentales. On utilise Cgalement une approche heuristique afin de determiner le degrC d’ClasticitC requis pour produire des valeurs exPCrimentales.

The solubility of carbon dioxide and hydrogen sulfide in a 35 wt% aqueous solution of methyldiethanolamine

Abstract: On a mesure la solubilite de l'hydrogene sulfure et du dioxyde de carbone dans une solution aqueuse contenant 35% en poids de methyldiethanolamine (MDEA) (3,04 kmol/m 3 , 4,52 mol/kg) a 40 et 100°C et aux pressions partielles du gaz acide allant jusqu'a 530 kPa. On a egalement obtenu des donnees pour l'hydrogene sulfure dans une solution de 50% en poids de MDEA (4,38 kmol/m 3 , 8,39 mol/kg). De meme, les masses volumiques de solutions de CO 2 -MDEA aqueux ont ete mesurees a 40°C

The prediction of the viscosity of liquid hydrocarbons and their mixtures as a function of temperature and pressure

Abstract: On presente des modeles empiriques pour le calcul de la viscosite des hydrocarbures et de leurs melanges, y compris ceux qui comportent du gaz carbonique, pour une large gamme de temperatures et de pressions. La procedure est simple, fournit toujours une reponse raisonnable et est etonnamment precise pour les fluides et les conditions que l'on a etudiees. Le modele est effectivement plus precis que les autres modeles actuellement utilises, telles les methodes des etats correspondants qui sont beaucoup plus compliquees. En outre, dans de nombreux cas, le modele est entierement predictif, ne requerant que le point d'ebullition normal comme donnee d'entree. La capacite predictive du modele est egalement verifiee avec plusieurs melanges de petrole

The movement of solids through flighted rotating drums. Part i: Model formulation

Abstract: A rotating drum with lifting flights is an important piece of industrial equipment used to contact granular solids with a gas stream. Applications include the drying of materials such as wood chips, coal, grain, and metallurgical ores, the cooling of fertilizer pellets and more recently the combustion of coked oil sand. A new mathematical model for a rotating drum with lifting flights that predicts the residence time of particles is proposed. Particle motion is considered in both the airborne phase and the dense phase. Moreover, the holdup and the axial flow rate of particles in the two phases are determined separately. Overall, the model is more flexible than previous models. The drum may be inclined or horizontal with cocurrent or countercurrent flow, may have any type of lifting flights and may be underloaded or overloaded. Les tambours rotatifs a dents levantes sont des composantes importantes de ľequipement industriel utilise pour le contact de solides granulaires avec un courant gazeux. Parmi les applications figurent le sechage de materiaux tels le bois, les copeaux, le grain et les minerals metallurgiques, le refroidissement des pastilles fertilisantes et plus recemment la combustion du sable bitumineux cokefie. On propose un nouveau modele mathematique pour un tambour rotatif a dents levantes, qui predit le temps de sejour des particules. Le deplacement des particules est considere tant dans la phase aeroportee que dans la phase dense. En outre, la retention et le debit axial des particules dans les deux phases sont determines separement. Globalement, le modele est plus flexible que ces predecesseurs. Le tambour peut ětre incline ou en position horizontale avec un ecoulement cocourant ou a contrecourant, il supporte n'importe quel type de dents levantes et fonctionne avec des charges insuffisantes ou en surcharge.

The influence of reynolds number on the entry length and pressure drop for laminar pipe flow

Abstract: A numerical analysis of the laminar flow of a Newtonian fluid in the inlet section of a circular pipe has been carried out for a Reynolds number range of 0 to 500, employing a finite element based CFD code. A new flow phenomenon has been identified at low Reynolds numbers (<50), viz, the existence of a peak in the axial pressure profile at a small distance from the entrance. Existing correlations for the entry length are shown to be insufficient and a new correlation for the entry length is proposed.

A group-contribution correlation for predicting the acentric factors of organic compounds

Abstract: A group-contribution correlation has been developed for the estimation of the acentric factors of organic compounds. The novelty of the proposed method is that it involves the use of only the structural information of the compounds. For the 219 substances considered in this study, the calculated results deviate from the literature values by an average error of 4.2%. On a etabli une correlation de contribution des groupes pour ľestimation des facteurs acentriques des composes organiques. Ľoriginalite du modele propose est que seules les donnees structurales des composes sont utilisees. Pour les 219 substances considerees dans ľetude, les resultats calcules montrent un ecart moyen de 4,2% par rapport aux valeurs publiees.

Modelling the modified claus process reaction furnace and the implications on plant design and recovery

Abstract: Le calcul de la composition des produits, du debit et de la temperature du four lors de la reaction du procede Claus modifiee est effectue typiquement soit d'apres l'hypothese d'un equilibre thermodynamique soit par des methodes empiriques adaptees aux donnees d'usine. On presente une vaste etude bibliographique concernant le four de la reaction de Claus, et on compare les resultats d'equilibre et empiriques des concentrations predites des composants cles: hydrogene (H 2 ), oxyde de carbone (CO), sulfure de carbonyle (COS) et bisulfure de carbone (CS 2 ). On expose par la suite les consequences du choix du modele de four sur la conception generale du procede et la recuperation de soufre. On sait que les resultats des calculs d'equilibre ne concordent pas avec les donnees d'usine recueillies avant et apres la chaudiere de recuperation des chaleurs perdues. En outre, meme si les resultats des methodes empiriques ne concordent pas avec les donnees d'usine recueillies avant la chaudiere, le meilleur calage des donnees hautement dispersees recueillies apres la chaudiere est obtenu avec une methode empirique; cette methode permet de concevoir l'usine de facon conservatrice tout en permettant l'estimation des emissions et de la recuperation du soufre

Kinetics of methane hydrate formation in aqueous electrolyte solutions

Abstract: Experimental data on the kinetics of methane hydrate formation in aqueous electrolyte solutions are reported. The experiments were carried out in a semi-batch stirred tank reactor in three NaCl and two KCl solutions as well as in a solution containing a mixture of NaCl and KCl at three different nominal temperatures from 270 to 274 K and at pressures ranging from 3.78 to 7.08 MPa. The kinetic model developed by Englezos et al. (1987a) was adapted to predict the growth of hydrates. The model is based on the crystallisation theory coupled with the two-film theory for gas absorption in the liquid phase. The kinetic rate constant which appears in the model was that obtained earlier for methane hydrate formation in pure water. The effect of the electrolytes was taken into account through the computation of the three-phase equilibrium conditions and the corresponding fugacities. Overall, the model predictions match the experimental data very well with the largest prediction error being less than 10%. Des donnees experimentales sont presentees sur la cinetique de la formation d'hydrates de methane dans des solutions d'electrolytes aqueuses. Les experiences ont ete realisees dans un reacteur agite semi-discontinu dans trois solutions de NaCl et deux solutions de KCl ainsi que dans une solution contenant un melange de NaCl et de KCI a trois temperatures nominates differentes comprises entre 270 et 274 K et des pressions variant de 3,78 a 7,08 MPa. On a adapte le modele cinetique d'Englezos et al. (1987a) pour la prediction de la croissance des hydrates. Le modele s'appuie sur la theorie de la cristallisation couplee a la theorie a deux films pour l'absorption du gaz dans la phase liquide. La constante de vitesse cinetique du modele a ete obtenue anterieurement pour la formation d'ehydrates de methane dans l'eau pure. L'effet des electrolytes a ete pris en consideration par le calcul des conditions d'equilibre triphasiques et des fugacites correspondantes. Globalement, les predictions du modele montrent un tres bon accord avec les donnees experimentales, l'erreur de prediction la plus grande etant inferieure a 10%.

Gas hold-up behavior of mechanically agitated gas-liquid reactors using pitched blade downflow turbines

Abstract: Fractional gas holdup was measured in 0.57, 1.0, and 1.5 m i.d. vessels. Pitched blade downflow turbines (PTD) were used as the impeller. Design details of the impeller, such as the impeller diameter (0.22 T to 0.5 T) and blade width (0.25 D to 0.4 D), were studied. The effect of sparger type, geometry and size on fractional gas hold-up has been investigated in detail. Four different types of spargers (pipe, conical, ring and concentric ring spargers) were used. Sparger location was varied for all the types studied. Further, design details of the ring sparger, which gave the highest hold-up were then studied in detail. These included ring diameter, number of holes and hole size. All the reported correlations for fractional gas hold-up in mechanically agitated gas-liquid reactors were tested and compared. A better correlation has been developed for pitched blade turbines. On a mesure la retention fractionnelle de gaz dans des reservoirs de 0,57, 1,0 et 1,5 m. Des turbines descendantes a lames inclinees ont ete utilisees comme mobiles ďagitation. Les donnees de conception de la turbine, tels le diametre du mobile (0,22 T a 0,5 T) et la largeur des lames (0,25 D a 0,4 D), ont ete analysees. Ľeffet du type, de la geometrie et de la taille du gicleur sur la retention fractionnelle de gaz a ete etudie en detail. On a utilise quatre types de gicleurs differents (de type conduite, conique, a anneau et a anneau concentrique). Ľemplacement du gicleur a ete modifie pour tous les types etudies. En outre, on a etudie en detail les donnees de conception du gicleur a anneau car celui-ci donne la retention la plus elevee. Ces donnees comprennent le diametre de ľanneau, le nombre de trous et la taille des trous. On a teste et compare toutes les correlations indiquees pour la retention fractionnelle de gaz dans des reacteurs gaz-liquide agites mecaniquement. Une meilleure correlation a ete etablie pour les turbines a lames inclinees.

A mathematical model of fluidized bed biomass gasification

Abstract: A mathematical model of biomass gasification in a fluidized bed has been developed. It considers axial variations of concentrations and temperature in the bubble and emulsion phases. The mass balance involves instantaneous oxidation and equilibrium devolatilization of the biomass, kinetics of solid-gas gasification reactions as well as of gaseous phase reactions and interphase mass transfer and gas convection. The energy balance is solved locally for each vertical volume element, and globally on the reactor by iteration on the temperature at the bottom of the bed. Three parameters have been adjusted based on the experimental results: the heat transfer coefficient at the wall, the weighting of the kinetics of the water-gas shift reaction and the fraction of biomass carbon remaining as char after devolatilization. The model is used to simulate a pilot scale (50 kg/h) biomass gasifier, and its predictions compared to experimental measurements. The temperature and gaseous concentrations are estimated with good accuracy for the experiments using a wood feedstock, except for the concentration of hydrogen which is overestimated.

Catalytic upgrading of fast pyrolysis oil over hzsm-5

Abstract: The upgrading of bio-oil, obtained by fast pyrolysis of maple wood, was studied over HZSM-5 in a fixed bed micro-reactor operated at atmospheric pressure and in the temperature range 330-425°C. The objective of upgrading was to maximize the amount of organic distillate product with a high yield of aromatic hydrocarbons. A maximum organic distillate of 38 wt.% of bio-oil, which represented 28.6 wt.% of wood, was obtained at 370°C. The yield of aromatic hydrocarbons was 19.9 wt.% of wood. Above 400°C, nearly 50 wt.% of the bio-oil was converted to coke and char. The conversion of non-volatile components of the bio-oil (pitch) to volatiles was at a maximum of 68 wt. % at 370°C. However, when the bio-oil was co-processed with tetralin, the maximum conversion of non-volatiles increased to 86 wt.% at 410°C and the amounts of coke and char decreased. The yield of aromatic hydrocarbons also decreased to a maximum of 10.3 wt. % of wood. The role of tetralin was mainly as a diluent and not as a hydrogen donor solvent. On a etudie la mise en valeur ďune huile biologique, obtenue par pyrolyse rapide du bois ďerable, sur un catalyseur HZSM-5 dans un micro-reacteur a lit fixe fonctionnant ° la pression atmospherique et a des temperatures comprises entre 330 et 425°C. Le but de la valorisation etait de maximiser la quantite de distillat organique tout en obtenant un fort rendement en hydrocarbures aromatiques. Un distillat organique maximum de 38% en poids ďhuile biologique, representant 28,6% en poids de bois, a ete obtenu a 370°C. Le rendement des hydrocarbures aromatiques est de 19,9% en poids de bois. Au-dessus de 400°C, pres de 50% en poids ďhuile biologique est convertie en coke et en produit de carbonisation. La conversion des composants non volatils de ľhuile biologique (brai) en volatils a lieu a un maximum de 69% en poids a 370°C. Cependant, lorsque ďhuile est cotraitee avec de la tetraline, la conversion maximale des non-volatils atteint 86% en poids a 410°C et les quantites de coke et de produits de carbonisation diminuent. Le rendement en hydrocarbures aromatiques decroǐt egalement pour se situer a 10,3% en poids maximum de bois. La tetraline agit essentiellement comme diluant et non comme un solvant distributeur ďhydrogene.

A variable diffusivity shrinking‐core model and its application to the direct sulfation of limestone

Abstract: A variable diffusivity shrinking-core model that allows for temporal and spatial variation of the effective diffusivity in the solid product layer was developed in this study. The model was used to analyze a set of experimental data for the direct sulfation of three limestones (that is, their reaction with SO2 under noncalcining conditions), and a parameter estimation procedure was formulated for extracting the effective diffusivity as a distributed parameter from the experimental conversion vs. time curves. Very strong effects of temperature, concentration, and depth in the product layer on the effective diffusivity were revealed by the analysis. On the basis of the obtained results, it was concluded that despite being essentially nonporous, uncalcined limestones can react with SO, under noncalcining conditions at rates comparable to those of calcined samples because they present much lower resistance for diffusion of SO2 through the product layer than the latter. On a mis au point dans cette etude un modele de retrecissement du noyau a diffusivite variable qui permet une variation temporelle et spatiale de la diffusivit.5 effective dans la couche des solides. On a utilise ce modele pour analyser une serie de donnees exprimentales pour la sulfatation directe de trois calcaires (c'est-a-dire leur reaction avec le SO, dans des conditions de non-calcination), et une procedure d'estimation des parametres a ete formulee pour extraire la diffusivite effective comme parametre distribue de la conversion experimentale en fonction des courbes de temps. L'analyse montre que la temperature, la concentration et la profondeur de la couche de produits influent fortement sur la diffusivite effective. A partir des resultats obtenus, on a conch que bien qu'ils soient essentiellement non poreux, les calcaires non calcines peuvent reagir au SO2 dans des conditions de non-calcination a des vitesses comparables & celles des echantillons calcines, car ils presentent une resistance beaucoup plus faible a la diffusion du SO, dans la couche de produits que les echantillons calcines.

Correlation of bitumen viscosity with temperature and pressure

Abstract: A previous viscosity-temperature correlation (Puttagunta et al., 1992) is extended to include a pressure term and employed successfully in predicting the combined effect of temperature and pressure on the viscosity of Canadian bitumens and heavy oils. Predictions are made on new sets of data based on a single measurement of viscosity at 30°C and 101.3 kPa pressure; and the results show similar accuracy as obtained in the sets of data used in developing the correlation. The correlation yields an absolute average deviation between predicted and experimental viscosity of 4.79% and a correlation coefficient of 0.99 over a range of temperatures between 20 and 120°C and gauge pressures between 0 and 18 MPa.

Viscoelastic characterization of medium consistency pulp suspensions

Abstract: The dynamic viscoelastic properties of pulp suspensions having consistencies, cm3 ranging from 2-13% were measured using a Weissenberg Rheogoniometer. A special reservoir-type parallel plate fixture was designed to minimize oozing and compression during sample loading. Data for the complex modulus, G*, were obtained for a chemical thermal mechanical pulp and a pine sulfate pulp as functions of strain and frequency. Results for the elastic part of the modulus, G', show a relative insensitivity to frequency over the range l0 -* to 5 s-'. The applied strain has a significant effect, in some cases reducing the modulus by half. This effect was most pronounced at the lower consistencies where it is postulated that the suspension consists of small flocs loosely connected by individual fibres. At small strains, the linkages are disturbed elastically, whereas, as the strain increases, the connections are broken and must reform. At higher consistencies there is a continuous network of fibres, and this breakage-reformation mechanism is not active. This view is supported by nonlinear effects observed in the suspensions (harmonic stresses produced in response to a single frequency strain) which are largest at the low consistencies. The measured yield stress values, as determined from the storage modulus data, are shown to agree with earlier studies. On a mesure i l'aide d'un rhCogoniomttre Weissenberg les propriCtCs viscoClastiques dynamiques de suspensions de pulpe dont la consistance, c, varie de 2 a 13%. Un dispositif de type reservoir 9 plateaux paralltles a CtC conqu specialement afin de rCduire le suintement et la compression durant le chargement des Cchantillons. Des donnCes de module complexe, G*, en fonction de la deformation et de la frCquence ont CtC obtenues pour une plte thermo-mCcanicochimique et une pdte de sulfate de pin. Les resultats pour la partie Clastique du module, G', montrent une insensibilite relative B la frCquence dans la gamme de 10 9 a 5 s-'. La deformation imposee a un effet significatif, reduisant dans certains cas le module de moitie. Cet effet Ctant plus marque aux faibles consistances, on pense que la suspension est formee de petits aggregats connectes par les differentes fibres au moyen de liens lâches. Aux faibles deformations, les liaisons sont perturbees de manietre etlastique, tandis que lorsque la deformation augmente les liaisons se rompent et doivent se reformer. Aux consistances plus elevees, les fibres sont organisees en un reseau continu et le mecanisme de rupture et de reformation n'est pas actif. Cette interpretation est appuyee notamment par les effets non Iineaires observes dans les suspensions (contraintes harmoniques en reponse a une deformation a frequence unique) qui sont plus importants aux faibles consistances. On montre que les valeurs de contrainte-seuil mesurees determintes a partir des donnees de module d'emmagasinage, concordent avec celles des etudes anterieures.

Determination of kinetics and diffusion coefficients of metal sorption on ca‐alginate beads

Abstract: On a evalue l'efficacite de billes d'alginate de calcium pour l'elimination du Ba 2+ , Cd 2+ , UO 2 2+ et Zn 2+ de solutions aqueuses. Les effets des variables de procede (concentrations initiales en ions metalliques et alginate de calcium, pH et temperature) sur la cinetique du procede de biosorption ont ete evalues.

Solid-liquid equilibria in the ternary system nacl-kcl-h2o

Abstract: Binary and ternary solubility data were measured for the NaCl-KCl-H2O system in the temperature range 293-360 K using a standard visual method. The solid-liquid phase diagram of the ternary system was calculated from the binary data and from the activity coefficients of the electrolytes evaluated by the Pitzer model. Some empirical functions of temperature were used to describe the virial coefficients. The calculated ternary solubilities were compared with the experimental values yielding a very good agreement. Therefore, it was possible to conclude that, in the range of concentration and temperature studied, the Pitzer model provides an excellent representation of the activity coefficients, thus allowing the accurate prediction of solubilities in the ternary system.

Periodic operation of a bioreactor with input multiplicities

Abstract: The performance of a continuous bioreactor under periodic inlet substrate concentration is theoretically analyzed for productivity improvement which under conventional steady-state operation shows input multiplicities in the feed substrate concentration. Two values of feed substrate concentration give identical productivity under conventional steady-state operation. A periodic rectangular pulse is assumed for the feed substrate concentration. It is shown by simulation that under concentration forcing the average productivity is significantly different for these two substrate concentrations. The larger value of feed substrate concentration gives improved average productivity and shows a resonance with the period of oscillation. The effect of periodic operation on the average productivity under the input multiplicities in dilution rate is also analysed. La performance d'un bioreacteur continu pour des concentrations d'alimentation en substrat periodique a ete analysee de facon theorique afin d'ameliorer la productivite qui en regirne permanent classique montre des multiplicites dans l'alimentation par rapport a la concentration en substrat d'alimentation. Deux valeurs de concentration en substrat d'alimentation donnent une productivite identique en regime permanent classique. On suppose une pulsation rectangulaire periodique pour la concentration en substrat d'alimentation. La simulation permet de montrer que si on force la concentration, la productivite moyenne est tres differente pour ces deux concentrations. La plus grande de ces deux valeurs donne une meilleure productivite moyenne et montre une resonance avec la periode d'oscillation. L'effet du fonctionnement periodique sur la productivite moyenne dans des conditions de multiplicites du taux de dilution dans l'alimentation est egalement analyse.

Experimental study of mixing performances using steady and unsteady jets

Abstract: Un systeme d'agitation-melange fluidique, base sur l'utilisation de jets multiples permanents ou instationnaires, a ete etudie sur deux reacteurs, l'un a l'echelle du laboratoire (100 L), et l'autre a l'echelle industrielle (70 m 3 ). Les mesures simultanees des concentrations en traceur en n points de mesure sont analysees au travers d'un temps de melange moyen et d'un indice d'homogeneite. Lors du changement d'echelle, une similitude de Reech-Froude appliquee a l'ensemble de nos resultats experimentaux, donne un bon niveau de correlation, et nous a conduit a presenter sous forme adimensionnelle et invariante, les differentes variables essentielles dans le cas de melange par jets: quantite de mouvement des jets, caracteristiques geometriques du reacteur... Un facteur temps de melange M en a ete deduit, qui permet l'evaluation du temps de melange. L'efficacite des differentes configurations des jets est alors comparee

Role of sparger design on gas dispersion in mechanically agitated gas-liquid contactors

Abstract: On a mesure les vitesses de turbine critiques pour la dispersion du gaz et la recirculation du gaz dans des reservoirs de 0,57, 1,0 et 1,5 m de diametre interieur, par des observations visuelles, des mesures de la consommation d'energie et le temps de melange de la phase liquide. On a utilise pour cela une turbine a courant descendant a aubes inclinees. Les parametres de conception de la turbine tels le diametre (de 0,22T a 0,5T), la largeur des aubes (de 0,25D a 0,4D) et l'epaisseur des aubes (2,8, 4,3 et 6,4 mm) ont ete etudies. On a etudie l'effet du type d'aspergeur et de sa geometrie sur N CD . Des aspergeurs a tubes, a anneaux, coniques et concentriques ont ete utilises a cette fin. Les donnees de conception de l'aspergeur a anneaux telles que le diametre des anneaux, le nombre d'orifices et leur taille ont egalement ete etudies en detail. On a trouve que la position de l'aspergeur par rapport a la turbine etait le parametre le plus important. Des correlations ont ete etablies pour N CD et N CR

Gas-liauid mass transfer in non-newtonian fluids in a tank stirred with a helical ribbon screw impeller

Abstract: Oxygen transfer in aqueous solutions of CMC, xanthan gum, and polyacrylamide in a vessel equipped with a helical ribbon screw impeller and a multi-orifice ring sparger was studied. The KLa values obtained were comparable to those reported for radial flow impellers, but they are more representative of the oxygen transfer in the bulk of the liquid because of a more homogeneous mixing and absence of dead zones. Dimensionless correlations including the effect of the physical properties of the fluids, and those of operating conditions were developed. A dimensionless correlation for each fluid is proposed. Nous avons etudie le transfert d'oxygene dans des solutions aqueuses de CMC, xanthane, et polyacrylamide dans une cuve agitee a l'aide d'un mobile de type ruban helicoida1 et vis centrale et munie d'un diffuseur de gaz torique a orifices multiples. Les valeurs obtenues de KLa sont comparables a celles rapportees pour des mobiles d'agitation de type turbine, mais elles sont plus representatives pour l'ensemble du volume etudie parce que le mobile procure un melange plus homogene et elimine les zones stagnantes. Nous avons developpe des correlations adimensionnelles en prenant compte des proprietes physiques des fluides et les variables d'op6ration. Nous proposons une correlation pour chaque fluide utilise.

Characteristic equations and robust stability of a simplified predictive control algorithm

Abstract: In predictive control, control calculations are done such that the difference between the desired and the predicted response of the process is minimized. The number of points on the prediction horizon at which the error is minimized and the number of future control moves considered affect the on-line computational effort involved in the solution of the constrained optimization problem. Earlier papers have shown that the control performance obtained using the DMC algorithm can also be obtained by using a simplified algorithm where the error is minimized at one point and one future control move is calculated. Because of its computational advantages, the simplified algorithm is analyzed further in this paper. Its transfer function is compared with the transfer function of the DMC algorithm. Characteristic equations to select tuning parameters are presented. The paper also compares the robust stability of the simplified and the DMC algorithms on SISO and MIMO process models. The results provide additional support to the viability of the simplified algorithm and thus indicate that it is possible for some processes to benefit from predictive control with only modest computational resources. Dans le contrǒle predictif, les calculs de contrǒle sont effectues de sorte que la difference entre la reponse de procede souhaitee et la reponse predite est minimisee. Le nombre de points sur ľhorizon de prediction auquel ľerreur est minimisee et le nombre de deplacements de contrǒle future consideres influe sur ľeffort de calcul en ligne necessaire a la resolution du probleme ďoptimisation avec contrainte. Les travaux anterieurs montrent que la performance de contrǒle obtenue par ľalgorithme DMC peut egalement etre obtenue au moyen ďun algorithme simplifie ou ľerreur est minimisee a un point et ou un deplacement de contrǒle futur est calcule. En raison de ses avantages sur le plan du calcul, ľalgorithme simplifie est analyse plus loin dans le present article. Sa fonction de transfert est comparee a la fonction de transfert de ľalgorithme DMC. Les equations caracteristiques sont presentees pour la selection des parametres de reglage. On compare egalement dans ľarticle la robustesse de la stabilite de ľalgorithme simplifie et du DMC sur les modeles de procede SISO et MIMO. Les resultats confirment la viabilite de ľalgorithme simplifie et indiquent de cette facon q'il est possible de beneficier du contrǒle predictif dans certains procedes avec des ressources en calcul modestes.

The effects of pressure and temperature on the catalytic oxidation of hydrogen sulfide in natural gas and regeneration of the catalyst to recover the sulfur produced

Abstract: On a etudie l'effet de la pression jusqu'a 5600 kPa et de la temperature jusqu'a 175°C sur l'oxydation de faibles concentrations de H 2 S dans du gaz naturel dans un reacteur a lit fixe sur un catalyseur de charbon active. Ce systeme a la pression de 5600 kPa montre une plus grande activite catalytique (conversion du H 2 S de pratiquement 100%) sur une longue periode et une moins grande selectivite vers SO 2 qu'a la pression atmospherique. La desorption du soufre d'un catalyseur charge se produit d'abord dans les macropores (>100 nm) du catalyseur qui contiennent une part substantielle de la charge de soufre, puis dans les micropores (<100 nm). On indique egalement que le procede de recuperation du soufre est rapide et efficace a 327°C

Determination of mutual solubilities in aniline + n -hexane and furfural + cyclohexane systems by a laser light scattering technique

Abstract: On a utilise une technique laser de dispersion de la lumiere mise au point recemment pour la determination des solubilites reciproques de deux systemes liquides a des pressions moyennes. On presente les donnees de solubilite et les temperatures de solutions critiques superieures pour les systemes aniline + n-hexane et furfural + cyclohexane. Les points de trouble determines experimentalement ont ete correles de maniere satisfaisante par l'equation NRTL

Twin screw extruders as polymerization reactors for a free radical homo polymerization

Abstract: The bulk polymerization of n-butylmethacrylate was investigated in a counter-rotating twin screw extruder. It appeared that the gel effect, occurring with bulk polymerizations, affected the polymerization progress very strongly. Due to this effect the conversion of the reaction is independent of the rotation speed of the screws. The reactive extrusion diagram, presented in this paper, indicates how the different phenomena interact with each other and helps to understand the influences of extruder parameters and reaction parameters on the process.

Gas hold‐up in non‐newtonian solutions in a bubble column with internals

Abstract: Bubble characteristics and gas hold-up were studied in a two phase (air-aqueous CMC solution) bubble column provided with helical coils and straight tubes as internals. The effects of superficial gas velocity, rheological properties, and volume fraction covered by the internals, on gas hold-up were studied. Hold-up values determined directly and by simultaneous pressure drop measurements matched well. Enhancement of gas hold-up values up to 55 per cent was achieved in systems using internals. The gas hold-up results were also compared with the values obtained from correlations reported in the literature. On a etudie les caracteristiques des bulles et la retention de gaz dans une colonne a bulles biphasique (solution aqueuse de CMC-air) munie de serpentins helǐcoidaux et de tubes verticaux comme structure interne. On a etudie les effets de la vitesse de gaz superficielle, des proprietes rheologiques et de la fraction de volume occupee par les structures internes sur la retention de gaz. Les valeurs de retention determinees directement et par des mesures de perte de charge simultanees montrent un bon accord. Ľaugmentation des valeurs de retention de gaz jusq'a 55 p. cent a ete realisee dans les systemes munis ďune structure interne. Les resultats de retention de gaz ont egalement ete compares aux valeurs obtenues a partir de correlations parues dans la litterature scientifique.

Measurement of asphaltene agglomeration from cold lake bitumen diluted with n-alkanes

Abstract: A laser particle analyzer was used to study the formation of asphaltene agglomerates from Cold Lake bitumen due to the introduction of paraffinic diluents. The growth of the particles over time was investigated, and it was found that asphaltene particle growth is essentially an instantaneous process; that is, the final agglomerate size is reached within 5 seconds. The type of diluent used to precipitate the asphaltenes was determined to have a major effect on the size distribution of asphaltene agglomerates. The average particle size of asphaltene agglomerates ranged from 169 ptn for n-hexadecane to 299m for n-pentane. A relationship is shown to exist between the average particle size of asphaltene agglomerates and the carbon number of the diluent used. On a etudie a l'aide d'un analyseur laser de particules la formation d'agglomerats d'asphaltene de bitumes de Cold Lake due a I'introduction de diluants paraffiniques. On a etudie la croissance des particules dans le temps et on a trouve que la croissance des particules d'asphaltene est essentiellement un processus instantane, a savoir que les agglomerats atteignent la taille definitive en 5 secondes. On a trouve egalement que le type de diluant servant a precipiter les asphaltenes a un effet significatif sur la distribution de taille des agglomerats d'asphaltene. La taille moyenne des particules des agglomerats d'asphaltene varie de 169 m pour le n-hexadecane 2 299 m pour le n-pentane. On montre qu'il existe une relation entre la taille moyenne des particules des agglomerats d'asphaltene et le nombre de carbones du diluant employe.

Effet de la pression sur la transition ruisselant-pulsé dans les réacteurs catalytiques à lit fixe arrosé

Abstract: Les modeles theoriques et correlations empiriques existants actuellement sont incapables de prevoir correctement ľinfluence de la pression sur le deplacement de la transition entre les regimes ruisselant et pulse (Trp) dans les reacteurs catalytiques a lit fixe arrose (Rclfa). Base sur les donnees disponibles a ce jour de la Trp a haute pression, le diagramme de Charpentier modifie que nous proposons ici, constitue un moyen direct pour quantifier ľeffet de la pression dans le cas de systemes non-moussants. The effect of pressure on transition displacement between trickle and pulsed regimes (TPR: trickle-pulsed transition) in catalytic trickle bed reactors (CTBR) is not properly predicted by existing theoretical models and empirical correlations. Based on high pressure TPR data available to date, a modified Charpentier diagram is proposed to quantify directly the effect of pressure in non-foaming systems.