Les réacteurs à colonne à bulles gaz-liquide-solide sont largement utilisés liquide ainsi que gaz dans les raffineries de pétrole et les usines de traitement de gaz. Ils sont notamment utilisés dans les procédés chimiques mettant en jeu des réactions. Ces dernières années, l'industrie pétrolière et gazière offshore s'est de plus en plus intéressée à l'extension de l'application des réacteurs pour les plates formes flottantes telles que les unités flottantes de stockage et de déchargement de production (FPSO ). Cependant, les enjeux des courants marins et des vagues influencent les performances des réacteurs installés à bord des unités marines. Pour maintenir la capacité et les spécifications de produit dans de tels réacteurs, la prédiction de leurs écarts de performance par rapport à ceux statiques est essentielle. En particulier, l'étude du comportement d'un écoulement à bulle unique dans une colonne en mouvement fournira une base pour comprendre le comportement plus complexe d'un écoulement à bulles multiple s dans un réacteur à colonne à bulles fonctionnant dans des conditions flottantes. Afin de mieux comprendre les effets de la houle marine sur les performances des réacteurs à colonnes à bulles, cette recherche vise à étudier l'hydrodynamique de la remonté e d'une seule bulle dans une colonne inclinée. Comme l'interaction bulle-paroi a un impact majeur sur l'hydrodynamique du réacteur à colonne à bulles dans des conditions flottantes, les modifications de la trajectoire de la bulle, de la vitesse et du rapport d'aspect imposées par les interactions bulle-paroi sont étudiées. / Gas-liquid as well as gas-liquid-solid bubble column reactors are extensively used in oil refineries and gas treatment plants. They are used especially in chemical processes involving reactions. In recent years, offshore oil and gas industry has been increasingly interested in extending application of reactors for floating platforms such as floating production storage and offloading (FPSO) units. However, the challenges of marine currents and waves influence performance of reactors installed onboard marine units. To maintain the capacity and product specifications in such reactors, prediction of their performance deviations with respect to the static ones is essential. Particularly, investigation on single bubble flow behavior in a moving column will provide a basis to understand the more complex behavior in multi-bubble flow in a bubble column reactor operating in floating conditions. To provide more detailed understanding into the effects of marine swells on the performance of bubble column reactors, this research aims at studying the hydrodynamics of single bubble rising in an inclined column. As the bubble-wall interaction has a major impact on the hydrodynamics of bubble column reactor under floating conditions, the modifications in bubble trajectory, velocity, and aspect ratio imposed by the bubble-wall interactions are studied. This master thesis consists of two chapters. The first chapter contains a general introduction on the challenges brought by the need to extend the application of hydrocarbon treating facilities onboard marine units. Important information about hydrodynamics of bubble column reactors and single bubble rising in liquid are provided. Additionally, the most important issues in selection of the solver and the simulation methods are discussed. In the second chapter, the dynamics of a single ellipsoidal air bubble rising in an inclined cylindrical vessel is experimentally investigated. At the end, a general conclusion on the work performed and recommendations for future works is presented.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LAVAL/oai:corpus.ulaval.ca:20.500.11794/109685 |
| Date | 11 April 2024 |
| Creators | Heydari, Nasim |
| Contributors | Larachi, Faïcal, Bertrand, François, Taghavi, Seyed Mohammad |
| Source Sets | Université Laval |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | COAR1_1::Texte::Thèse::Mémoire de maîtrise |
| Format | 1 ressource en ligne (xii, 103 pages), application/pdf |
| Rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
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