ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Гидравлические закономерности работы аппаратов с движущимися и кипящими слоями адсорбента Гидравлика продуваемых движущихся слоев из "Непрерывная адсорбция паров и газов" Непрерывные процессы адсорбции и десорбции, а также транспорт дисперсного твердого адсорбента осуществляются в аппаратах с движущимся и кипящим слоями, а также в системах пневматического транспорта. Общим для этих типов обработки твердых зернистых материалов является продувка слоя частиц газом снизу вверх. При этом материал, находясь в плотном или взвешенном состоянии, совершает нисходящее движение под действием силы тяжести в аппаратах с движущимся слоем исекционированны- ми кипящими слоями, либо восходящее (или горизонтальное) движение в процессе пневмотранспорта. [c.91] Наиболее наглядно классификация и анализ принципов работы этих трех систем контакта газа с твердыми частицами могут быть произведены при помощи так называемой фазовой диаграммы Ф. Зенца (точнее, той ее части, которая построена для интересующего нас случая восходящего потока газа), приведенной на рис. 4.1 [1]. Эта диаграмма представляет собой зависимость перепада давления АР/к от скорости восходящего газового потока и. Диаграмма построена в логарифмической анаморфозе с тем, чтобы избежать разрыва непрерывности вблизи нуля, отделенные пунктиром участки представлены в обычных координатах. Параметры диаграммы скорость движения (восходящего или нисходящего) твердых частиц да и концентрация частиц. [c.91] Все режимы, представленные на этой диаграмме, реализуются в непрерывных адсорбционных процессах. [c.92] Ниже будут рассмотрены их особенности, наиболее существенные при расчете и практическом проведении сорбционных процессов. [c.92] Классификация дисперсных систем, продуваемых восходящим потоком газа, по Ф. Зенцу [1], наглядно показывает связь движущегося продуваемого слоя с другими типами дисперсных систем. Во-первых, с точки зрения концентрации частиц, а следовательно, и характера движения газа в межчастичных каналах, движущийся слой — это типичный аналог неподвижного слоя, представляющего собой предельный случай движущегося (при ш = 0) во-вторых, при данной скорости движения слоя (2u = onst) существует скорость газа, соответствующая прекращению опускания, так называемая скорость зависания (точка 5 диаграммы переходит в В — начало взвешивания). Однако наличие движения твердой фазы обусловливает и некоторые специфические особенности движущегося слоя по сравнению с неподвижным перераспределение и даже сдвиг одних частиц относительно других, а также отличие гидравлического сопротивления от такового для неподвижного слоя при равной скорости фильтрации. [c.92] Вначале рассмотрим общие закономерности течения газа через неподвижный слой адсорбента. [c.92] Очевидно, что Ф 1 (равенство для шара). Для некоторых часто применяемых промышленных марок гранулированных активированных углей и силикагелей значения фактора формы лежат в пределах [3, 4] 0,70 Ф 0,90. [c.93] Усредненные значения порозности и фактора формы некоторых адсорбентов (угли и силикагели) приводятся в табл. 4.1 [6]. [c.93] Коэффициенты А и В найдены обработкой большого числа опытных данных. [c.93] Подробный обзор данных по перемешиванию газа при фильтрации через слой зернистого материала приводится в монографии [10]. Надежных корреляций для расчета коэффициента осевого фильтрационного перемешивания (диффузии 0 ), весьма важного для оценки так называемых грануляционных эффектов (см. главы ] и 2) при адсорбции в плотном слое, пока не имеется. [c.95] Распределение скорости твердой фазы в движущемся продуваемом слое. Опыты показывают, что движение плотного опускающегося слоя в узком канале (или системе параллельных узких каналов) и в широкой трубе большого сечения несколько различны. Граница между этими двумя типами опускающихся слоев весьма условна, но, как правило, узким считают канал, диаметр которого равен нескольким десяткам диаметров зерен. На движение слоя в таком канале заметное стесняющее влияние оказывают стенки трубки. Вопрос о влиянии стесненности на характер гравитационного движения был подробно изучен З.Р. Горби-сом [И]. По его данным, эпюра распределения скоростей движения твердой фазы в сечении гра-витaциoннo o (непродуваемого) слоя в узких трубках имеет вид, показанный схематически на рис. [c.95] Наиболее полное систематическое исследование нисходящего движения продуваемого гравитационного слоя в широких трубах было проведено Р. А. Финдлеем и Р. Р. Гойнсом [13]. [c.96] На рис. 4.4, а показана эпюра скоростей твердых частиц катализатора (с ч = 2,8 мм) в камере диаметром 457 мм. Кривые 1—3 изображают эпюры, полученные после удаления 10 л слоя соответственно при отсутствии потока воздуха и при подаче его со скоростью 0,48 и 0,72 м1сек. Заметно значительное увеличение неравномерности движения твердой фазы по мере роста скорости газа. [c.96] Введение выравнивающих перегородок резко повышает равномерность истечения слоя. На рис 4.4, б показаны индикаторные линии меченых частиц, наблюдавшиеся при скоростях поддува воздуха 0 0,48 и 0,72 ж/се/с. Степень неравномерности истечения твердой фазы практически одинакова. [c.97] При расчете выравнивающих перегородок, а также распределительных тарелок колонн с движущимся слоем, надо иметь в виду, что в результате образования сводов частиц, приводящих к зависанию, в плотном опускающемся слое давление на перегородку (днище) возрастает лишь до определенной величины (фактически до Ндв 0 гр), после чего оно остается постоянным. [c.97] Падение давления газового потока при прохождении движущегося плотного слоя исследовалось Хэппелем [14], Н. В. Кельцевым [15], В. В. Чукиным и Р. Ф. Кузнецовым [16] и другими авторами. [c.97] Важность учета скорости движения твердой фазы наглядно видна из рис. 4.7, где представлены данные Санахана [17], полученные на трубке диаметром 25 мм. С увеличением скорости движения твердой фазы (т. е. относительной скорости движения твердой и газовой фаз) сопротивление потоку газа возрастает. [c.99] При этом Н. В. Кельцев, как и Хэппел (считавший, что в движущемся слое 6 = 0,33—0,49), получил, что порозность движущегося слоя примерно на 10% выше, чем для неподвижного. [c.100] По мнению В. В. Чукина и Р. Ф. Кузнецова [16], эта разница столь значительна, что может приводить к различию в сопротивлении этих слоев при прочих равных условиях на 50% и более. [c.100] Вернуться к основной статье