KFUPM ePrints

Numerical investigations of flow in a partially packed vessel

Abdur Razzak, Shaikh (2004) Numerical investigations of flow in a partially packed vessel. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]
Preview
PDF
4Mb

Arabic Abstract

هذا البحث يشتمل على نمذجة ثلاثية الأبعاد لسريان غاز داخل وعاء يحتوي علىمواد محفزة وتشمل النمذجة على سريان غاز وانتقال حرارة وتفاعل كيميائي. إن الوعاء المستخدم في هذه الدراسة مشابه للمفاعل المحفز المستخدم لتنقية الكبريت من الغازات في الصناعة ، إن شكل الوعاء اسطواني ويحتوي على مواد محفزة وتبلغ نسبة طول الوعاء إلى قطره 4 إلى 1 ، هذا الوعاء يمر به غاز يتفاعل مع المواد المحفزة قبل خروجه وينتج من هذا التفاعل الذي يحدث بين كبريتات الهيدروجين وثاني أكسيد الكبريت غاز الكبريت وبخار الماء . هذه الدراسة تشتمل على نمذجة سريان الغاز في ثلاثة أبعاد مع الأخذ في الاعتبار تأثير معدل السريان وعدد المخارج التي وجد أن تأثيرها محدود على شكل السريان ، أيضاً أجريت نمذجة سريان الغاز حينما لا يوجد تفاعل ، ولقد ثبت من النتائج أن الوعاء المشتمل على مواد محفزة هو عبارة عن موزع جيد ، من جهة أخرى وجد فرق لنتائج السرعة خلال الإناء ، وقد شملت الدراسة أيضاً على نمذجة وعاء جزئي يحتوي على مواد محفزة . إن المعلومات عن حركة التفاعل لهذه الدراسة محدودة جداً في الدوريات العلمية . وقد استخدم قانوناً من الدوريات العلمية لنمذجة هذا التفاعل وقد قورنت النتائج من هذا البحث مع نتائج من الصناعة وقد كانت موفقة إلى حد بعيد .

English Abstract

Three dimensional CFD models are developed to investigate the flow distribution, heat transfer and chemical reactions in a partially packed vessel. The vessel of interest is similar to a catalytic sulfur converter used for sweetening sour gas. The vessel considered is a large horizontal cylinder and contains a catalyst bed. The height of the bed is about one fourth of the vessel diameter and placed almost in the central region of the vessel. A gas stream enters the vessel, reacts over the catalyst before leaving it. The main reaction is that of H₂S with SO₂ to produce sulfur gas and water vapor. Flow in a three dimensional model of the unpacked vessel is simulated. The effects of flow rates and number of outlets were investigated and found to have a limited effect on the flow distribution. Flow in a partially packed vessel is also simulated without chemical reactions. Results show that packed beds act as a good flow distributor, however, there is still significant differences in the values of velocity across the various regions of the packed bed. The flow in a partially packed column with chemical reaction is also simulated. Limited kinetics information is available in the literature. A finite rate model is used to simulate the chemical reactions and the results show reasonable agreement with the available industrial data.



Item Type:Thesis (Masters)
Date:April 2004
Date Type:Completion
Subjects:Chemical Engineering
Divisions:College Of Engineering Sciences > Chemical Engineering Dept
Creators:Abdur Razzak, Shaikh
Committee Advisor:Zughbi, Habib D.
Committee Members:Alnaizy, Raafat and Al-Ali, Habib H. and Al-Mubaiyedh, Usamah A. and Al-Shalabi, M. A.
ID Code:9699
Deposited By:KFUPM ePrints Admin
Deposited On:22 Jun 2008 16:46
Last Modified:25 Apr 2011 09:10

Repository Staff Only: item control page