Axial mixing and scaleup of reciprocating plate columns

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 melange axial dans un ecoulement monophasique (eau) ont ete prises dans des colonnes a plateaux vibrants de type ouvert de diametres 25,4 et 508 mm. Dans le cas de la plus petite colonne, un melange axial biphasique a aussi ete mesure a la fois dans la phase dispersee (eau dispersee dans du n-heptane) et dans la phase continue (avec du n-heptane disperse dans de l'eau). On s'est servi d'une injection par impulsion d'une solution-traceur de chlorure d'ammonium et de methanol dans de l'eau. Dans le cas monophasique, les coefficients de dispersion axiale passent par un minimum pour un niveau d'agitation croissant a partir de zero. Les coefficients sont presque d'un ordre de grandeur superieures 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 egalement par un minimum a mesure que l'agitation augmente. Les coefficients de dispersion axiale de la phase dispersee diminuent de maniere monotone pour une agitation croissante a partir de zero. Les resultats de cette etude sont utilises avec des donnees anterieures pour la moderation de la mise a l'echelle de colonnes a plateaux vibrants au moyen de la technique simplifiee de Pratt. L'equation de mise a l'echelle empirique existante correspond a l'hypothese que le niveau de melange augmente dans la phase continue lorsque le diametre de la colonne augmente, mais que le niveau de melange de la phase dispersee demeure inchange.