ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние различных факторов на ход технологических процессов в псевдоожиженном слое из "Основы техники псевдоожижения" Каждый из перечисленных способов регулирования имеет свою область применения соответственно технологическим особенностям процессов в псевдоожиженном слое. Если, например, температуру можно легко регулировать за счет подачи влал ного материала при сушке или за счет впрыскивания в слой воды при обжиге концентратов, то в реакторных устройствах температура обычно регулируется при помощи теплообменного контура с кипящим или не-кипящим теплоносителем. [c.562] Теплообмен через обечайку аппарата и непосредственно в слое. Отвод тепла от слоя и подвод его к слою осуществляются обычно путем испарения кипящих жидкостей или конденсации насыщенных паров теплоносителя, либо путем использования физического тепла газов или жидкостей, поступающих в одном направлении с газовой фазой или противотоком к ней. Кипящие и конденсирующиеся теплоагенты применяются в сравнительно узком интервале температур (до 300—350° С) и прп давлениях, редко превышающих 20—30 ат. При более жестких температурных условиях процесса могут применяться расплавленные металлы или соли (например, 40% NaN02, 7% ЫаК Оз, 53% КНОз), алюмосиликаты, дымовые газы. [c.562] Интенсивность теплообмена в этом случае определяется не только физическими свойствами ожижающего агента и твердой фазы (теплопроводность, плотность, вязкость газа форма, размер, гранулометрический состав, плотность и теплоемкость твердых частиц) и условиями процесса (скорость потока, высота слоя, концентрация твердых частиц в слое и т. д.), но и конструктивными особенностями аппарата (размеры потребных поверхностей теплообмена, геометрия слоя, тип распределительного устройства, наличие затормаживающих или перераспределительных устройств и т. д.). [c.563] Величина коэффициента теплоотдачи от псевдоожиженного слоя к поверхности обычно составляет 250—600 ккал м ч град), что дает возможность подводить или отводить значительные количества тепла при умеренной величине поверхности теплообмена. Однако при небольших рабочих скоростях газа около поверхностей теплообмена могут образоваться малоподвижные зоны медленно сползающего зернистого материала, что приводит [317] к резкому снижению коэффициента теплообмена, например до 10—15 ккал1 м -ч-град). Поэтому теплообменные поверхности должны быть расположены так, чтобы они не мешали псевдоожижению и была бы исключена возможность возникновения местных перегревов в результате образования застойных зон. [c.563] Необходимо также учитывать, что в ряде случаев на теплообменных поверхностях могут с течением времени осаждаться твердые частицы (в результате электризации либо из-за конденсации продуктов реакций). Слой диэлектрика — бакелитового лака, нанесенного на поверхность частиц, способствовал их агломерации под влиянием электростатических сил, что в свою очередь приводило к уменьшению коэффициента теплоотдачи [392]. [c.563] Геометрия теплообменных устройств, помещаемых непосредственно в слой, необычайно разнообразна, однако можно выделить несколько основных типов. К их числу относятся вертикальные и горизонтальные пучки труб, соединенные коллекторами вертикальный котел, образуемый двумя коаксиальными цилиндрами (стр. 450) система труб Фильда змеевики. [c.563] Выше указывалось (см. главу IX), что различные формы поверхностей теплообмена далеко не равноценны с точки зрения интенсивности теплоотдачи. При обтекании горизонтальной трубки потоком условия движения частиц по ее поверхности неодинаковы в результате образования малоподвижных зон в тыльной части трубки коэффициент теплоотдачи может снизиться на 20—25% Еще большее снижение интенсивности теплоотдачи наблюдается при обтекании ряда расположенных друг над другом труб (например, витков змеевика), причем условия обтекания очередного ряда труб определяются их диаметром и шагом [198]. [c.563] По ЭТИМ причинам (особенно при небольших значениях предпочитают вертикальные или расположенные под углом к оси аппарата поверхности с минимальным количеством горизонтальных участков (имеется тенденция выполнять последние в виде обжатых труб или с коническим обтекателем). С другой стороны, зачастую при жестких условиях эксплуатации поверхностей (и при высоких числах псевдоожижения) применяют горизонтальные теп-лообменные элементы типа трубок Фильда ввиду удобства их быстрой замены. [c.564] В аппарате для окисления концентрированного сернистого газа в псевдоожиженном секционированном слое катализатора [289] у нижнего основания слоя (см. рис. Х1-19) размешали пучки горизонтальных трубок Фильда ( штыковые теплообменники). Температурный режим процесса регулировался путем изменения количества воды, подаваемой в трубки, а также изменения температуры газа, поступающего в аппарат. При увеличении линейной скорости в первой по ходу газа секции с 0,41 до 0,58 ж/се/с коэффициент теплопередачи К повысился с 113 до 130 ккал (м ч град) такое же увеличение скорости газа во второй секции вызвало рост /( с 92 до ПО ккал - ч- град). [c.564] При обжиге сульфидных концентратов съем тепла и регулирование температуры печи осуществляют при помощи плоских (коробчатых) стенных кессонов, установленных по высоте псевдоожиженного слоя, либо трубок Фильда, вводимых через боковую стенку горизонтально или под углом 15—20° к вертикальной оси, либо при помощи горизонтальных (рис. ХП-49) или вертикальных змеевиков и петель [66, 230]. [c.564] Известно [338], что при удельной производительности печей для обжига цинковых концентратов, составляющей 4—Ът м сутки), водоохлаждаемые кессоны, расположенные в боковых стенках печи, отводят около 50 тыс. ккал ч с 1 слоя. При обжиге гранулированной медной шихты на опытной печи Среднеуральского медеплавильного завода [66] съем тепла достигал приблизительно 400—440 тыс. ккал м -ч). Десятикратное увеличение съема тепла достигнуто благодаря размещению теплообменников внутри слоя. [c.564] Конструкция охлаждающего элемента с ребристой со стороны слоя поверхностью представлена на рис. ХП-52. Гладкая горизонтальная труба ( = 42X5 мм) имела круглые ребра диаметром 120 н толщиной 8 мм с шагом между ребрами 40 мм. После непрерывной эксплуатации в течение 10 мес. элемент находился в удовлетворительном состоянии. Коэффициент теплопередачи к потоку нагреваемой воды в элементах без оребрения составил 230— 260 ккал (м ч град) в сребренных трубах эта величина возрастает до 550—570 ккал (м- ч град) в расчете на поверхность гладкой трубы. [c.566] Предпочтение отдают вертикально-трубным змеевикам [66], так как блоки из горизонтальных элементов ухудшают массообмен и перемешивание в нсевдоожиженном слое, вызывая образование Ja тoйныx зон материала иод охлаждающими элементами вертикально-трубные блоки (рис. ХП 53) не нарушают аэродинамики слоя и обеспечивают практически постоянную температуру по всему слою прп высокой производительности аппарата. Показано также, что при переработке гранулированных материалов и высоких тепловых нагрузках в случае применения горизонтальных элементов, в отличие от вертикальных, наблюдается снижение коэффициентов теплопередачи. Однако применение вертикальных змеевиков в виде гладких и оребренных труб сопряжено с трудностями вследствие образования в перегибах паровых пробок и прогорания змеевика. [c.566] Х(1-53. Вертикальные ребристые теплообменные элементы и их расположение в аппарате с псевдоожиженным слоем. [c.568] В некоторых регенераторах установок каталитического крекинга часть тепла отводится через расположенный внутри регенератора змеевик, охлаждаемый потоком исходного сырья или водой. Коэффициент теплоотдачи от слоя к трубам погружного змеевика, по данным [678], равен примерно 350 ккал м ч град). [c.568] Теплообмен за счет циркулирующего потока твердой фазы используется для регулирования высокопроизводительных и теплонапряженных процессов каталитического крекинга, коксования нефтяных остатков, пиролиза углеводородных газов на инертных материалах (см, главу XI). [c.569] В таких процессах, как сушка пастообразных материалов в промышленных аппаратах, температуру в слое лучше, всего регулировать изменением подачи влаж Шго материала (см. рис. XI-66) аналогичный метод применяют также в процессах обл ига и др. [c.569] В регенераторах установок каталитического крекинга диаметром 6—8 м сжигается 3—4 г/ч кокса, оседающего на поверхности катализатора, В крупных регенераторах (диаметром 16—18 м) суммарное количество выделяющегося при выжигании кокса тепла составляет 50—70 млн, ккал1ч. Прн этом в аппарат подают около 13 т воздуха на 1 т сжигаемого кокса катализатор в количестве от 10 до 60 tImuh поступает из реактора в регенератор при температуре 460—500° С. В последнем обычно поддерживается температура 540—620° С [51]. [c.569] Если регенератор не снабжен выносным теплообменником, при повышении температуры сырья приходится уменьшать циркуляцию катализатора, чтобы поддержать температуру в реакторе на прежнем уровне. Уменьщение циркуляции, в свою очередь, приводит к возрастанию температуры слоя в регенераторе вследствие уменьшения количества тепла, отводимого из него катализатором. [c.569] В связи с этим одним из методов регулирования температуры процесса регенерации катализатора является отвод тепла путем ввода воды через разбрызгиватели непосредственно в слой. Отмечают, однако, что такой метод, высокоэффективный в смысле регулирования температуры, все же нежелателен, так как при высоких температурах происходит отравление катализатора водяным паром. [c.569] Вернуться к основной статье