ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ Глава шестая Теплопередача Общая характеристика тепловых процессов из "Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии" Широкое внедрение техники псевдоожижения в промышленную практику обусловлено рядом важных преимуществ. Твердый зернистый материал в псевдоожиженном состоянии вследствие текучести можно перемещать по трубам, что позволяет многие периодические процессы осуществлять непрерывно. Особенно выгодно применение псевдоожиженного слоя для процессов, скорость которых определяется термическим или диффузиониым сопротивлениями в газовой фазе. Эти сопротивления в условиях псевдооя ия ения уменьшаются в десятки, а иногда и в сотни раз, а скорость процессов соответственно увеличивается. [c.110] Благодаря интенсивному перемешиванию твердых частиц в псев-доожиженном слое практически выравнивается поле температур, устраняется возможность значительных локальных перегревов и связанных с этим нарушений в протекании ряда технологических процессов. [c.110] Наряду с большими достоинствами, псевдоожиженному слою свойственны и некоторые недостатки. Так, вызванное интенсивным перемешиванием твердых частиц выравнивание температур и концентраций в слое приводит к уменьшению движущей силы процесса. Возможность проскока значительных количеств газа без достаточного контакта с твердым зернистым материалом также уменьшает выход целевого продукта. Отрицательными факторами следует считать износ самих твердых частиц, эрозию аппаратуры, возникновение значительных зарядов статического электричества, необходимость установки мощных газоочистительных устройств. Некоторые из перечисленных недостатков могут быть устранены рациональной конструкцией аппаратов. [c.110] Возможности псевдоожижения в настоящее время далеко не исчерпаны и есть все основания ожидать в дальнейшем еще более широкого ирименения этого метода. [c.110] При плавном увеличении скорости потока от О до некоторого первого критического значения происходит обычный процесс фильтрования, при котором твердые частицы неподвижны (рис. 5-8, а). На графике процесса псевдоожижения, называемом кривой псевдоожижения и выражающем зависимость перепада статического давления в слое зернистого материала от скорости псевдоожижающего агопта (рис. 5-9, а), процессу фильтрации соответствует восходящая вотвь ОА. [c.111] Однородное псевдоожижение для значительного диапазона скоростей наблюдается также при псевдоожижении зернистых материалов капельными жидкостями (V и одного порядка). [c.113] По мере роста скорости при псевдоожижении газом в слое возникают компактные массы газа ( пузыри , каверны ), интенсивно турбулизующие твердые частицы и образующие всплески зернистого материала на поверхности. [c.113] Рассмотренный нами график ОАВ (рис. 5-9, а) называется кривой идеального псевдоожижения. [c.113] При постепенном уменьшении скорости псевдоожижающего агента и переходе слоя от псевдоожиженного состояния к неиодвилаюму кривая 5 располагается ниже кривых / и 2 (рис. 5-9, б), что соответствует более рыхлой структуре неподвижного слоя для этого случая. [c.113] Для полидисперсных материалов, как правило, наблюдается переходный диапазон скоростей между режимами фильтрации и псевдоожижения (рис. 5-9, в). [c.113] Вначале при некоторой скорости Шпс приходят в движение наиболее мелкие частицы. По мере приближения к скорости Жк все большая доля частиц в.звешивается и наступает полное псевдоожпженне. [c.114] Напротив, прй малых отношениях к/О и при наибольших скоростях псевдоожижающего агента в аппаратах с перфорированными галораспределнтельными решетка [и могут возникать сквозные каналы, по которым устремляется основная часть газового потока — слой с каналообразованием (рис. 5-8, е). При этом в зернистом материале образуются застойные зоны и общее сопротивление слоя оказывается меньше его веса, т. е. меньше расчетной величины, определяемой у])авнением (5.20) (см. рис. 5-9, г, кривая 2). [c.114] В случае монодисперсного слоя сферических частиц можно вос-п0Л1 30ваться зависимостью О. М. Тодеса с сотрудниками, полученной путем преобразования формулы (5.21) и подстановки в нее универсальной зависимости для сопротивления неподвижного слоя сферических частиц в широком диапазоне скоростей. При выводе формулы порозность слоя неподвижных сферических частиц принималась равной 0,4. [c.114] Величина Ф может быть рассчитана по формуле (5.24) или взята по таблицам лишь в случае одинаковой формы всех частиц слоя. Для слоя частиц переменной формы необходимо экспериментальное определение величины Ф. [c.115] Верхняя граница псевдоожиженного состояния соответствует скорости свободного витания одиночных частиц (е 1). Очевидно, что при скорости потока, превосходящей скорость витания, т. е. при Wy 3 И вит будет происходить вынос частиц из слоя зернистого материала или так называемый пневмотранспорт. [c.115] Последние годы были периодом широкого внедрения метода псевдоожижения в самые разнообразные отрасли промышленности. Были разработаны многочисленные варианты аппаратов с псевдоожиженным слоем, учитывающие специфические особенности взаимодействующих веществ, требования к качеству получаемых продуктов и технологические условия протекания процессов. [c.115] Наряду с обычными цилиндрическими аппаратами (рнс. 5-8) нашли широкое применение конические аппараты (рис.. -10, а), в которых уменьшение скорости снизу вверх позволяет использовать полидисперсные материалы кроме того, значительная скорость псевдоожижающего агента внизу аппарата дает возможность иногда работать без поддерживающей решетки, что особенно важно для высокотемпературных процессов, агрессивных сред, а также при использовании комкующихся и слипающихся материалов. [c.115] При подводе газа через небольшое отверстие внизу аппарата и значительном угле конусности входящая струя псевдоожижающего агента может оторваться от степок аппарата и образовать сплошной канал, по которому движется поток газовзвеси и образует над поверхностью слоя фонтаны твердых частиц. Такой слой называется фонтанирующим (рис. 5-10, б). Для аппаратов с фонтанирующим слоем, как и для большинства конических аппаратов, характерно наличие интенсивной циркуляции твердых частиц от центра потока К периферии и сползание вдоль стенок к устью конуса. [c.115] Аппараты переменното (конусного) сечения могут использоваться также в тех случаях, когда в ходе процесса происходит значительное изменение объемов газообразных продуктов. [c.115] Вернуться к основной статье