Observation of 3-D Structure of Bubbles in a Fluidized Catalyst Bed

• Published in: Canadian journal of chemical engineering 2005-02, Vol.83 (1), p.113-118
• Main Authors: Kai, Takami, Misawa, Masaki, Takahashi, Takeshige, Tiseanu, Ion, Ichikawa, Naoki
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Applied sciences; bubble; Catalysis; Catalytic reactions; Chemical engineering; Chemistry; Exact sciences and technology; Fluidization; fluidized bed; General and physical chemistry; Reactors; Theory of reactions, general kinetics. Catalysis. Nomenclature, chemical documentation, computer chemistry; tomography; X-ray
• ISSN: 0008-4034; 1939-019X
• DOI: 10.1002/cjce.5450830119

The interface area between the bubble and emulsion phases in a fluidized catalyst bed is one of the important parameters used to analyze and design the fluidized bed reactor. We used a fast‐scanning X‐ray CT system to observe the bubble shape and structure. We then obtained the transient 2‐dimensional cross sectional gas‐phase distribution in a fluidized catalyst bed. Using image‐processing techniques, pseudo 3‐dimensional images of the bubbles were reconstructed. The bubble structure was studied based on the 3‐dimensional images and the previously obtained results in a 2‐dimensional fluidized bed. It was found that the bubble shape was not spherical but complicated, and that the bubbles ascending in a fluidized catalyst bed consisted of some smaller bubbles. La surface interfaciale entre les phases de bulles et d'émulsion dans un lit catalytique fluidisé est un des paramètres importants servant à l'analyse et à la conception du réacteur à lit fluidisé. On a eu recours à un système CT à rayons X à balayage rapide pour observer la forme et la structure des bulles, ce qui nous a permis d'obtenir la distribution de la phase gazeuse transversale bidimensionnelle dans un lit catalytique fluidisé. Des images tridimensionnelles des bulles ont été reconstruites à l'aide de techniques de traitement d'images. La structure des bulles a été étudiée d'après les images tridimensionnelles et les résultats obtenus antérieurement dans un lit fluidisé bidimensionnel. On a trouvé que la forme des bulles n'est pas sphérique mais compliquée, et que les bulles ascendantes dans un lit catalytique fluidisé consistent en des bulles plus petites.