Abstract
Fine coal particles fluidized by the upflow of a liquid medium containing a dissolved biocatalyst undergo size reduction as the reaction progresses. Aspects of the design of a fluidized-bed bioreactor for this process are examined. Hydrodynamic data were obtained for a liquid-solid fluidized bed of coal particles in the size range 30-150.mu.m. A sample with bimodal particle size distribution was compared with a new model developed to describe particle segregation. Variation of measured liquid phase dispersion coefficients with flow are discussed. A technique was also developed for coating coal particles with fluorescent paint which could allow direct measurement of the change in the fraction of marked particles of known size along the axis of a fluidized bed. (conference: Third International Symposium on the Biological Processing of Coal, Clearwater Beach, FL, USA, 4-7 May 1992).
Die Entwicklung eines neuen Typs fortgeschrittener Bio-Reaktor-Systeme ist erforderlich, um bei grosstechnisch durchgefuehrten biologischen Umsetzungen von Kohle die erwuenschten hohen Durchsaetze bei kleinen Holdups zu realisieren. Feine Kohle-Partikel, die durch ein fluessiges, einen Biokatalysator enthaltendes Medium fluidisiert werden, erfahren beim Fortschreiten der dort ablaufenden Reaktion eine Groessenverminderung. Bei kontinuierlicher Fahrweise sind die Reaktorbedingungen so zu steuern, dass mit Zufuhr frischer Kohle eine entsprechende Menge verbrauchter Kohle ausgeschleust wird. Von den Verf. wurden drei Gesichtspunkte der Konstruktion eines solchen Reaktors untersucht: 1. Anwendung von Kraeftegleichgewichten fuer die Beschreibung des Druckabfalls ueber ein segregiertes Bett; 2. Messung der Dispersionskoeffizienten fuer die Fluessigphase; und 3. Fluoreszenzmarkierung von Partikeln fuer die Verfolgung von Groessenverteilungen. Die Verf. beschreiben Ergebnisse der Fluidisierung von monodispersen Partikeln sowie von Partikeln mit einer bimodalen Groessenverteilung. Die Dispersions-Charakteristika der Fluessig-Phase fuer bimodale Groessenverteilung werden diskutiert, die Segregations-Analyse von Partikeln durch Fluoreszenz-Markierung vorgestellt. Die Resultate zeigen, dass in Betten kleiner Kohle-Partikel die Fluessig-Phase-Dispersion die zur Segregation in Fliessbett-Reaktoren beitragenden Kraefte dominiert. Ein neues Modell auf der Grundlage von Kraft- und Massenbilanzen der betrachteten Partikel ermoeglicht die nach Meinung der Verf. extrem gute Beschreibung des Druckverlustes im untersuchten System. Text: engl. 5 Abb, 4 Tab, 9 Qu U. Hille