JOURNAL OF HYDROCARBONS MINES AND ENVIRONMENTAL RESEARCH

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© Journal of Hydrocarbons Mines and Environmental Research, ISSN: 2107-6510, Volume 5, Issue 1, June 2014, 21-27 __________________________________________________________________________________________________

Conditions of counterflow motion phases on mass transfer and separation trays for distillation and absorption columns

Artem Artyukhov * and Oleksander Liaposhchenko

Processes and Equipment of Chemical and Petroleum-Refineries Department, Sumy State University (SSU), 40007 Sumy, Ukraine
*corresponding author : artyukhov@pohnp.sumdu.edu.ua (A. Artyukhov)

Received: 26 June 2013 - Accepted: 24 February 2014 - Available online: 24 February 2014

Abstract: The conditions of creation of counterflow motion phases at contact stages and the main regularity of flows in uniflow-centrifugal elements of mass transfer separation trays and heat-mass transfer tubular sections are here considered. A comprehensive method for the research of hydraulic characteristics of mass transfer and separation contact trays and heat-mass transfer tubular sections for column apparatus through results of experimental and numerical modeling of hydrodynamic flows and their generalization are addressed. Ranges for the existence of different operation modes of test devices based on the gas flow velocity and the flow ratio of gas-liquid phases are presented. Optimal modes of columns in test devices are proved and chosen. The new models of the contact device (tray) with mass transfer and separation elements and heat-mass transfer tubular sections for the absorption columns of natural gas dehydration are offered.
Keywords: counterflow motion, mass transfer, vortex tray, distillation column, absorber, simulation.

Conditions des phases  de mouvement à contre-courant sur les plateaux de transfert et de séparation de masse pour des colonnes de  distillation et d'absorption

Résumé: Les conditions de création du mouvement à contre-courant de phases d'écoulement aux étapes de contact et de régularité principale du mouvement de courants dans les éléments d'écoulement unidirectionnel-centrifuges du transfert de chaleur-masse des sections tubulaires sont ici considérées. Une méthode pour la recherche des caractéristiques hydrauliques de type transfert de masse et séparation de plateau entrent en contact avec des dispositifs et le transfert de chaleur et de masse des sections tubulaires pour des appareillages de colonne suite aux résultats de la modélisation expérimentale et numérique des écoulements  hydrodynamiques et de leur généralisation sont appliqués. Des gammes pour l'existence de différents modes d'opération des dispositifs d'essai basés sur la vitesse de l'écoulement de gaz et le rapport d'écoulement des phases gaz-liquide sont présentées. Des modes optimaux des colonnes avec les dispositifs d'essai sont prouvés et choisis. Les nouveaux modèles du dispositif de contact (plateau) avec des éléments de transfert et de séparation de masse et des sections tubulaires de transfert de chaleur-masse pour les colonnes d'absorption de déshydratation de gaz naturel sont offerts.
Mots clés: mouvement contre-courant, transfert de masse, plateau vortex, colonne de distillation, absorber, simulation.