Modeling of the multiphase fluidized-bed reactor

dc.contributorAalto-yliopistofi
dc.contributorAalto Universityen
dc.contributor.advisorPyhälahti, Antti
dc.contributor.advisorKeskinen, Kari
dc.contributor.advisorAittamaa, Juhani
dc.contributor.authorSiltala, Olli
dc.contributor.departmentBiotekniikan ja kemian tekniikan laitosfi
dc.contributor.schoolKemian tekniikan korkeakoulufi
dc.contributor.schoolSchool of Chemical Engineeringen
dc.contributor.supervisorAlopaeus, Ville
dc.date.accessioned2020-12-23T17:50:15Z
dc.date.available2020-12-23T17:50:15Z
dc.date.issued2011
dc.description.abstractThe aim of this research was to identify the different factors affecting the performance of a multiphase fluidized-bed reactor (MFR) which is extensively applied in process industry. The literature part first introduced different MFR-types, reactor construction and catalyst. Subsequently, the factors that should be considered in the reactor modelling, phases' holdups, hydrodynamic regimes, dynamics of the bubbles, dynamics of the solid particles and mass transfer were reviewed. Furthermore, the effects of variables (temperature, pressure, superficial velocities, amount of solid and particle size) on different factors were studied. In the applied part, different measurements and correlations of the essential parameters in MFR modelling (gas, holdup, bed voidage, bubbles rise velocity, Sauter diameter of bubbles and mass transfer coefficient) were aggregated. Measurements were compared with each other and with values of commercial-scale reactors. After that, correlations were compared with literature measurements and the best correlations were proposed for the modelling of MFR.en
dc.description.abstractTämän työn lähtökohtana oli tarve mallintaa teollisuudessa laajalti käytössä olevan monifaasifluidisaatioreaktorin (MFR) toimintaa ja siihen vaikuttavia tekijöitä. Työn kirjallisuusosassa tutustuttiin ensin eri MFR-tyyppeihin, niiden toimintaan, rakenteeseen ja reaktorissa käytettyihin katalyytteihin. Tämän jälkeen perehdyttiin reaktorin mallinnuksessa huomioitaviin tekijöihin (faasien tilavuusosuudet, reaktorin virtausalue, kuplien ja kiintoaineen dynamiikka sekä aineensiirto) sekä niihin vaikuttaviin muuttujiin (lämpötila, paine, faasien virtausnopeudet sekä kiintoaineen määrä ja partikkelikoko). Soveltavassa osassa kerättiin kirjallisuudesta MFR:n mallinnuksen kannalta oleellisten parametrien (kaasun tilavuusosuus, pedin huokoisuus, kuplien nousunopeus, kuplien Sauterin halkaisija sekä aineensiirtokerroin) korrelaatioita ja mittaustuloksia. Mittauksia vertailtiin sekä toisiinsa että teollisuudessa käytettyjen reaktoreiden arvoihin. Vertailun perusteella todettiin miten mittaussarjat eroavat toisistaan ja mitkä mittaukset vastaavat tarkimmin teollisuuden reaktoreiden arvoja. Lopuksi tutkittiin korrelaatioiden vastaavuutta mittaustuloksiin ja parhaimpia korrelaatioita suositeltiin MFR-reaktoreiden mallinnukseen.fi
dc.format.extentxvii + 121 s. + liitt. 6
dc.identifier.urihttps://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/99757
dc.identifier.urnURN:NBN:fi:aalto-2020122358584
dc.language.isofien
dc.programme.majorKemian laitetekniikkafi
dc.programme.mcodeKem-42fi
dc.rights.accesslevelclosedAccess
dc.subject.keywordmultiphase fluidized-bed reactoren
dc.subject.keywordmonifaasifluidisaatioreaktorifi
dc.subject.keywordcorrelationsen
dc.subject.keywordkorrelaatiotfi
dc.subject.keywordhydrodynamicsen
dc.subject.keywordhydrodynamiikkafi
dc.subject.keyworddynamics of the bubblesen
dc.subject.keywordkuplien dynamiikkafi
dc.subject.keywordmass transfer coefficienten
dc.subject.keywordaineensiirtokerroinfi
dc.titleModeling of the multiphase fluidized-bed reactoren
dc.titleMonifaasifluidisaatioreaktorin mallinnusfi
dc.type.okmG2 Pro gradu, diplomityö
dc.type.ontasotMaster's thesisen
dc.type.ontasotPro gradu -tutkielmafi
dc.type.publicationmasterThesis
local.aalto.digiauthask
local.aalto.digifolderAalto_69123
local.aalto.idinssi44461
local.aalto.openaccessno

Files