Axial mixing and scaleup of reciprocating plate columns

Abstract Axial mixing measurements in single phase (water) flow have been taken in open‐type reciprocating plate columns of diameters 25.4 and 508 mm. In the case of the smaller column, two‐phase axial mixing was measured, both in the dispersed phase (water dispersed in n‐heptane) and the continuous phase (with n‐heptane dispersed in water). Pulse injection of a tracer solution of ammonium chloride and methanol in water was used. Under single phase conditions, the axial dispersion coefficients were found to go through a minimum as the agitation level was increased from zero. The coefficients were nearly an order of magnitude higher in the 508 mm column than in the 25,4 mm column. In two phase flow in the 25,4 mm column, the continuous phase axial dispersion coefficients also went through a minimum as agitation was increased. The dispersed phase axial dispersion coefficients decreased monotonically as agitation was increased from zero. The results of this work and previous data are used in modelling the scale‐up of reciprocating plate columns by means of Pratt's simplified technique. The existing empirical scale‐up equation is consistent with an assumption that continuous phase mixing increased with column diameter but dispersed phase mixing remains unchanged. Des mesures de mélange axial dans un écoulement monophasique (eau) ont été prises dans des colonnes à plateaux vibrants de type ouvert de diamètres 25,4 et 508 mm. Dans le cas de la plus petite colonne, un mélange axial biphasique a aussi été mesuré à la fois dans la phase dispersée (eau dispersée dans du n‐heptane) et dans la phase continue (avec du n‐heptane dispersé dans de l'eau). On s'est servi d'une injection par impulsion d'une solution‐traceur de chlorure d'ammonium et de méthanol dans de l'eau. Dans le cas monophasique, les coefficients de dispersion axiale passent par un minimum pour un niveau d'agitation croissant à partir de zéro. Les coefficients sont presque d'un ordre de grandeur supérieures dans la colonne de 508 mm que dans celle de 25,4 mm. Dans le cas biphasique dans la colonne de 25,4 mm, les coefficients de dispersion axiale de la phase continue passent également par un minimum à mesure que l'agitation augmente. Les coefficients de dispersion axiale de la phase dispersée diminuent de manière monotone pour une agitation croissante à partir de zéro. Les résultats de cette étude sont utilisés avec des données antérieures pour la modération de la mise à l'échelle de colonnes à plateaux vibrants au moyen de la technique simplifiée de Pratt. L'équation de mise à l'échelle empirique existante correspond à l'hypothèse que le niveau de mélange augmente dans la phase continue lorsque le diamètre de la colonne augmente, mais que le niveau de mélange de la phase dispersée demeure inchangé.