Numerical study of isothermal two-phase flow dispersion in the packed bed of a hydrodesulfurization reactor

Abstract

El objetivo principal de este trabajo es predecir la dispersión de un flujo bifásico en el lecho de un reactor de hidrodesulfuración. Se consideran propiedades físicas constantes, sin incluir reacciones químicas ni procesos de transferencia de calor ni materia. Dos herramientas de simulación diferentes se han utilizado en este estudio. Una de ellas es el software comercial Fluent, ampliamente utilizado en el campo de la Computación en Dinámica de Fluidos, en el que se han introducido nuevos modelos de arrastre y capilaridad no incluidos en la versión comercial del software. La segunda herramienta utilizada es el código doméstico Multiphase Flow Solver, escrito en lenguaje de programación Fortran, que ha sido desarrollado durante esta tesis doctoral, constituyendo un importante objetivo de la misma. Este código incorpora los modelos necesarios para describir los procesos físicos que describen el comportamiento de este tipo de flujos multifásicos y su dispersión en medios porosos.

The main objective of this work is to predict the two-phase flow dispersion in the bed of a hydrodesulfurization reactor. Physical properties are considered to remain constant, without including chemical reactions nor heat and mass transfer processes. Two different simulation tools have been used in this study. One of them is the commercial software Fluent, widely used in the field of Computational Fluid Dynamics, in which new drag and capillarity models not included in the commercial version of the software have been implemented. The second tool used is the domestic code Multiphase Flow Solver, written in Fortran programming language, which has been developed during this doctoral thesis, being one important goal of it. This code includes the models needed to describe the physical processes which describe the behavior of this type of multiphase flows and their dispersion in porous media.