ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Газодинамика систем с восходящим потоком из "Крекинг нефтяных фракций на цеолитсодержащих катализаторах" Системы с восходящим газокатализаторным потоком являются частным случаем двухфазных систем. Подчиняются они общим закономерностям контактирования твердых частиц и газового потока, однако имеют специфические особенности, характерные для состояния системы, когда скорость газа значительно превышает скорость, достаточную для взвешивания твердых частиц в потоке газа. Динамика движения твердых, частиц в потоке газа довольно хорошо изучена применительно к пневмогранспорту гранулированных и порошкообразных материалов [12, 42—50. [c.176] В процессе каталитического крекинга восходящий газокатали-заторный поток применяется в системах транспорта твердой фазы между реакционными аппаратами, ц также в последнее время в реакционных устройствах для крекинга на высокоактивных цеолитсодержащих катализаторах. Прямоточные реакционные аппараты с восходящим газокатализаторным потоком (лифт-реакторы) различаются по концентрации твердых частиц в объеме аппарата и скорости перемещения твердых частиц. [c.176] Движение твердой частицы в потоке газа прн турбулентном режиме движения (Не = 500н-2-10 ) осуществляется при постоянном коэффициенте со противления. [c.177] Приведенные закономерности обтекания шарообразнеж частицы корректируются обычно с учетом коэффициента формы ча-стицы. Эти зависимости можно применить также к слою полидисперсного состава, характеризуя размер частиц эквивалентным диаметром, который представляет собой диаметр сферы с объемом, равным объему данной частицы и вычисленному с учетом распределения частиц по размерам [44]. [c.177] Скорость витания. Частица, которую обтекает поток газа, испытывает действие силы тяжести, сил сопротивления среды, подъемной (архимедовой) силы. При равенстве силы тяжести и суммы сил сопротивления скорость восходящего газового потока, уравновешивающего частицу, называется скоростью витания (оаит)- На скорость витания твердых частиц влияют физические свойства транспортируемого и транспортирующего потоков, размер и форма частиц, концентрация потока [50]. [c.177] Эта зависимость справедлива в широком диапазоне изменения чисел Рейнольдса. [c.178] Скорость транспортирования. Для осушествления стабильного транспортирования твердых частиц в потоке газа выбирается такая скорость твердой фазы и, при которой абсолютная скорость всех частиц смеси полидисперсного состава была больше нуля, т. е. Vг—Увит О, с тем чтобы восходяшая скорость течения была больше скорости падения частиц максимального размера транспортируемого материала. Эта скорость называется скоростью стабильного транспортирования. [c.178] Однако скорость газового потока не остается постоянной по длине аппарата. В результате конверсии сырья, уменьшения давления и увеличения объема газа она непрерывно возрастает, поэтому должна увеличиваться и скорость частиц материала. Опыты по измерению скорости частиц материала в вертикальных трубопроводах при малых концентрациях [44, 52] подтвердили описанную схему. [c.178] При малой концентрации твердых частиц в потоке скорость не-сушего агента увеличивается в центре и снижается около стенки. Причем интенсивность турбулизации газа не изменяется существенно в присутствии твердых частиц и, как было установлено [54], уменьшается с увеличением концентрации твердых частиц в потоке. [c.178] Для газокатализаторного потока с низкой концентрацией твердых частиц обычно предполагается, что частицы равномерно распределены по сечению аппарата. Однако данные ряда авторов [55] свидетельствуют о том, что концентрация частиц ок о стенок выше, что, вероятно, объясняется электростатическим эффектом. [c.178] В подъемниках большого диаметра, в которых наблюдается большая неравномерность концентраций твердых частиц по сечению, чем в трубах малого размера, для обеспечения стабильного транспортирования превышение скорости транспортирующего газа над скоростью витания частиц может достигать 100% [57]. [c.179] Исследования, связанные с определением предельных и надежно транспортирующих скоростей [12, 44, 55, 58], показали, что эти скорости зависят от способности частиц материала соединяться между собой при столкновении и образовывать более крупные частицы (агломераты), от степени равномерности поля скоростей газового потока, распределения частиц материала по сечению мате-риалопровода, расположения материалопровода, способа иодачн материала в трубопровод и некоторых других факторов. [c.179] Нами установлено, что для транспортирования микросферического катализатора крекинга надежно транспортирующая скорость равна 4—6 м/с для аппаратов диаметром, до 0,4 м и 7—8 м/с для аппаратов диаметром 1 м. [c.179] В любом транспортном трубопроводе можно выделить разгонный и основной участок. Разгонный участок характеризуется нестабильным гидродинамическим режимом с повышенной пульсацией мелких частиц [59], за счет чего сближаются скорости движения частиц разных размеров и длины разгонных участков для них становятся соизмеримыми [60]. В результате повышается концентрация твердых частиц в разгонном участке, что требует создания в этом месте скоростей транспортирующего газа, достаточных для начала транспортирования,, и сообщения потоку необходимой кинетической энергии. В противном случае возможен завал , когда расстояние между твердыми частицами уменьшается и одни частицы попадают в гидродинамический след других, двигающихся впереди. Лобовое сопротивление позади следующих частиц уменьшается, и частицы могут выпадать из потока [61]. Эксперименты по уточнению условий завала позволили установить, что он наступает при порозности слоя, равной 0,93—0,97, и разности скоростей потока и частиц, равной скорости витания частицы [50]. [c.179] С увеличением скорости транспортирующего потока повышаются затраты на трение, учащаются столкновения твердых частиц, что ведет к снижению скорости твердых частиц и уменьшает скольжение фаз. Как и скорость твердых частиц, скольжение зависит от концентрации твердых частиц в газе. [c.180] а также полупромышленной установки 43-1. На всех установках ко.нструл ции узлов на входе и выходе одинаковы и раз-лич аются только размерами (диаметр линии транспорта установки 43-1 равен 0,4 м, ГК —0,6 м и 1-А/1-М —1,2 м) в качестве твердой фазы использовали порошковый дробленый алюмосиликатный катализатор. Средние размеры частиц катализатора для отдель-этапов ра ты установок составили 40, 44, 79 н мкм. С учетом зависимостей, предложенных в работе [45] по динамике движения частиц в потоке газа, а также коэффициента-трения твердых частиц, по данным [68, 69], рассчитанй основные характеристики газодинамического режима работы транспортной линии. [c.181] Как показали исследования [70], скорость твердых частиц одинакового размера практически не зависит от вида транспцртирую-шего агента (воздуха или водяного пара) и определяется только его скоростью (рис. 5.4). [c.181] СЯ более полого, что говорит о меньшем влиянии скорости транспортирующего газа на ускорение частиц. [c.182] Вернуться к основной статье