Псевдоожиженный слой каналообразование

В последнее время для устранения опасности каналообразования в реакторах с псевдоожиженным слоем катализатора с целью улучшения барботажа и достижения более эффективного контакта газосырьевой смеси с катализатором применяют секционирование. Для регулирования теплового режима в них используют и посекционный ввод холодного водорода. [c.50]

К сожалению, те самые свойства твердых частиц, которые способствуют образованию хорошо псевдоожиженного слоя, обусловливают трудности в начале псевдоожижения. Так, при уменьшении размеров частиц силы взаимодействия между ними возрастают поскольку увеличивается их удельная поверхность. Если частицы имеют низкую плотность, то сила тяжести, стремящаяся отделить их друг от друга, мала, а это способствует сильному каналообразованию, хотя во взвешенном состоянии такие частицы легко образуют хорошо псевдоожиженный слой. [c.42]

Уменьшение перепада давления в слое ниже уровня, соответствующего однородному псевдоожижению, наблюдается также в псевдоожиженном слое с каналообразованием. Однако подчеркиваемое некоторыми авторами сходство между фонтанированием и каналообразованием представляется недостаточно правомерным. Каналообразование при движении газа через слой, не сопровождается перемещением частиц и представляет собою нежелательное явление в псевдоожиженных системах. При фонтанировании, напротив, газовая струя обеспечивает перемешивание всего слоя и одновременно тесный контакт между твердыми частицами и газом. Каналообразование возникает в псевдоожиженных слоях очень мелких частиц фонтанирование же возможно только при использовании крупных частиц. [c.622]

При псевдоожижении некоторых материалов однородность слоя нарушается также вследствие каналообразования, при котором происходит проскок ( байпасирование ) значительного количества газа (жидкости) через один или несколько каналов, образующихся в слое. Каналообразование особенно часто наблюдается при применении материалов с очень мелкими или слипающимися частицами, склонными к агломерации. Предельным случаем каналообразования является фонтанирование, при котором поток газа (или жидкости) прорывается сквозь слой по одному большому каналу, возникающему близ оси аппарата. [c.109]

Рабочую высоту псевдоожиженного слоя Н определяют путем сравнения рассчитанных величин с высотой, необходимой для гидродинамически устойчивой работы слоя и предотвращения каналообразования в нем. Разница между этими высотами зависит от того, каким (внешним или внутренним) диффузионным сопротивлением определяется скорость сушильного процесса и насколько велико это сопротивление. [c.308]

В зависимости от режима псевдоожижения и структуры слоя различают псевдоожиженные слои однородный, неоднородный, с барботажем газовых пузырей, с каналообразованием и фонтанирующий (рис. 54). На характер псевдоожижения и структуру слоя оказывают влияние как технологические параметры (физические [c.137]

Как известно, однородность псевдоожиженного слоя твердых частиц повышается с уменьшением их размера. Однако ниже определенного его предела возрастают силы взаимодействия между частицами, что противодействует упорядоченному расширению слоя, способствует агломерации частиц и каналообразованию. Судя по литературным данным [317, 642], этот критический размер частиц близок к 40—70 мк. [c.574]

До достижения определенной скорости газа слой неподвижен. Когда эта скорость достигнута, при отсутствии склонности к каналообразованию начинается псевдоожижение слоя, после чего он начинает расширяться. Образуется плотная фаза кипящего слоя, характеризующаяся порозностью е = 0,55 0,75. При псевдоожижении газом такой слой, как правило, оказывается неоднородным, т. е. концентрация частиц в различных местах слоя различна и меняется во времени. [c.16]

С другой стороны, при фонтанировании перемешивание всего слоя достигается с помощью газового потока, а хороший контакт между газом и частицами осуществляется как в самом фонтане, так и в кольце, причем в кольцо газ попадает вследствие радиального перетока из фонтана. Из рис. 1.6 видно, что большая доля от проходящего через кольцо газа поступает в него примерно с половины высоты слоя. Кроме того, каналообразование в кипящем слое наблюдается преимущественно при взвешивании тонкодисперсных частиц [6, 116, 117, 136, 263], в то время как фонтанирование применяется обычно для крупных частиц. Таким образом, сходство между фонтанированием и каналообразованием в псевдоожиженном слое, усиленно подчеркиваемое рядом авторов [46, 117, 260], в известной степени не обосновано. [c.20]

Электризация оказывает заметное влияние на динамику псевдоожиженного слоя. По мере того как увеличивается заряд в слое (потенциал на электроде), частицы налипают на стенки оборудования и электрод. Отмечается и заметное агломерирование частиц. Их поведение в слое определяется уже размером агломерата. Этим объясняется увеличение скорости псевдоожижения с уменьшением влажности воздуха. Для негигроскопических диэлектриков это явление настолько усиливается, что приводит к каналообразованию в слое и резкому нарушению процесса псевдоожижения (рис. 1-4). [c.14]

Во-вторых, в псевдоожиженном слое происходит сравнительно быстрая сепарация частиц по размерам. В-третьих, в результате каналообразования пылевидные материалы плохо псевдоожижаются, частицы почти не циркулируют по.объему аппарата, а следовательно, смешения не происходит. [c.161]

В общем случае для промышленных аппаратов в качестве модели гидродинамики кипящего слоя может быть принят неоднородный фонтанирующий слой или слой с каналообразованием, у которого кроме дискретной и непрерывной фаз, есть зона с внутренней циркуляцией, которая по отношению к протекающим через слой дискретной и непрерывной фазам является застойной . Существенной особенностью фонтанирующего псевдоожиженного слоя или слоя с каналообразованием является то, что по осям струй или внутри каналов вследствие высокой абсолютной скорости псевдоожижающего агента и малой плотности твердой фазы достигается высокий обмен между потоками, протекающими в дискретной и непрерывной фазах, в связи с чем скорость химического взаимодействия в основном лимитируется процессами, протекающими в застойной зоне . [c.77]

В кипящем слое наблюдается каналообразование и проскок газа, который усиливается при увеличении отношения Поверхность псевдоожиженного слоя напоминает поверхность кипящей жидкости или жидкости, через которую барботируют газ. [c.193]

Механические измельчители и побудители позволяют значительно расширить область применения взвешенного слоя. Они способствуют равномерному и устойчивому псевдоожижению, ликвидируют каналообразование и комкование материала, увеличивают поверхность контакта фаз. Подробно разнообразные конструкции сушилок с измельчителями и побудителями рассмотрены в работах [23, 24]. [c.140]

Интенсивность подвода и обмена газа вблизи частицы твердого носителя зависит от типа аппарата и способа введения газа. Наиболее пригоден для практического использования струйный подвод. Движение газа в неподвижном и псевдоожиженном слоях широко исследовано рядом авторов [85—90]. Развитие газовой струи в общем случае приводит к образованию неустойчивой поверхности раздела слоя с областью газового пузыря, его отрыву и зарождению нового. В зависимости от параметров истечения меняются размеры и частота зарождения пузырей, а также интенсивность циркуляции через них твердых частиц. Различают три режима истечения газа фильтрационный, пузырьковый и струйный, определяемые характерным соотношением размера факела и высоты слоя над ним [85]. Частный случай струйного режима — каналообразование. [c.84]

Псевдоожижение мелких частиц неправильной формы с шероховатой поверхностью может приводить к образованию вертикальных каналов по всей высоте псевдоожиженного слоя (рис. 15.2г). Через такие каналы проходит практически весь газ, тогда как материал между каналами не имеет должного контакта с газом. Псевдоожижение с каналообразованием обычно нежелательно. [c.518]

Большое влияние плотности твердых частиц на свойства псевдоожиженной системы является хорошо известным фактором при увеличении плотности обычно образуется менее однородная система. На первый взгляд, однако, неожиданно, что уменьшение размеров частиц также приводит к отклонениям от идеальной системы. Из рис. П-4 видно, что в широком диапазоне скоростей жидкости средняя порозность слоя меньше, чем вычисленная по уравнению (11,9). Дело в том, что часть жидкости проходит через зоны слоя, обладающие меньшим гидравлическим сопротивлением при этом среднее время пребывания жидкости в слое сокращается, так что она не полностью участвует в расширении слоя. Эффект частичного каналообразования более отчетливо проявляется в случае мелких частиц, так как отношение сопротивлений слоя и канала здесь больше, нежели в слое крупных частиц, и через сравнительно небольшие каналы проходит соответственно большее количество жидкости. [c.51]

В некоторых случаях концентрация твердой фазы оказывает превалирующее влияние на объем рабочей зоны сушилки [94], В этом отношении перспективными следует считать сушилки кипящего слоя при условии осуществления процесса при минимальной порозности слоя. Однако широкое применение сушки суспензионного ПВХ в кипящем слое связано со способностью его качественно псевдоожижаться (без пузырей, каналообразования, отложений на газораспределительной решетке, чрезмерного пылеуноса), а также с условиями, необходимыми для качественного псевдоожижения. [c.103]

Сквозные каналы в слое образуются при псевдоожиженни очень мелких (порядка микрона) частиц, либо влажных или слипающихся материалов в области скоростей ожижающего агента, близких к первой критической. На склонность к каналообразованию существенное влияние оказывает форма частиц, — например, частицы округлой формы, при прочих равных условиях, менее склонны к образованию каналов. Некоторые авторы [44] считают основной причиной образования каналов действие электростатических сил, возникающих в результате трения частиц при их движении в самом начале возникновения псевдоожиженного слоя. [c.39]

Неравномерность распределения по объему слоя потока ожижающего агента и, как следствие этого, появление в слое малоподвижных зон твердого материала в значительной степени определяются конструкцией аппаратуры для создания псевдоожиженного слоя, в первую очередь — газораспределительных устройств. Дело в том, что на периферии слоя и у его основания между отверстиями перфорированных газораспределительных решеток, чаще всего используемых в промышленных аппаратах, всегда остается большое количество застойных зон твердого материала, не захватываемого выходящими из отверстий струями газа. Вблизи решетки газ движется как бы ио ряду каналов, а не по всему сечению слоя. Относительное количество зернистого материала в этих застойных зонах может оказаться существенным в слоях малой высоты, но теряет свое значение с ростом высоты слоя. Наличие частичного каналообразования у газораспределительной решетки отражается на кривой псевдоожижения (см. главу П, раздел 1) некоторым уменьшением перепада давления. При увеличении высоты слоя перепад давления возрастает до теоретической величины (а в ряде случаев и выше нее), отражая относительное уменьшение количества неожиженного материала. [c.119]

ПОЯВЛЯЮТСЯ два осложнения. Во-первых, пылевидные материалы с размером частиц меньше 10—30 мк (каолин, измельченный катализатор для процесса декарбоксилирования фурфурола и т. п.) не переходят в псевдоожиженное состояние при обычной продувке газа через слой вследствие агрегирования частиц и сильного каналообразования. Во-вторых, наблюдается большой унос частиц сжижаю- Л щим агентом, что приводит к необходи- мости установки громоздких улавли- гортТе вающих устройств. Одновременная про-дувка слоя газом и воздействие механического перемешивания радиально-ло-пастной мешалкой или вращающейся газораспределительной решеткой позволяет получить стабильный псевдоожиженный слой для тонкодисперсных материалов с очень небольшим уносом. [c.493]

Встречаются также значительные трудности прп обработке влажных или содержащих крнсталлогидратную воду материалов. Эти трудности, обусловленные каналообразованием и агрегацией частиц, возникают при ведении различных процессов (сушки, газификации, химических синтезов). Так, при сушке солей, содержащих гидратную влагу, частицы, попадая в сушильную камеру, могут плавиться и образовывать крупные комки. В аппаратах с псевдоожиженным слоем это приводит к нарушению процесса происходит заплавление решеток и стенок камер [281]. [c.579]

Влияние газораспределительных устройств на структуру слоя и условия каналообразования. В псевдоожиженном слое, несмотря на тенденцию к сохранению среднего расстояния между частицами, всегда возможно возникновение отдельных областей повышенной порозности. Это может явиться следствием беспорядочной начальной укладки частиц или влияния электростатических сил н сил трения ири псевдоожижении. Области повышенной порозности непрерывно возникают над газораспределительной решеткой также по той причине, что твердая фаза периодически перекрывает сечение для прохода газа. Возиикаюигне при этом колебания газовых струй из отдельных отверстий не совпадают по фазе, поэтому оби1ая пульсация газового потока выражена гораздо слабее. Образуюищеся полости имеют тенденцию расширяться и [c.591]

Состояние псевдоожижениого слоя заряженных частиц зависит от величины их заряда. С увеличением подаваемого на электроды напряжения наблюдается интенсивное каналообразование во взвешенном слое, приводящее к прекращению псевдоожижения. Наложение на ионизированный взвешенный слой колебаний препятствует образованию макроканалов, но в ряде случаев внутреннего к аналообразования исключить не удается. Таким образом, применение вибрации в установках ионизированного кипящего слоя особенно целесообразно, причем интенсивность колебаний должна быть повышена по сравнению с режимами псевдоожижения дисперсного материала без наложения электростатического поля. [c.141]

Аппарат (рис. VIII. 1) имеет форму вертикально расположенного цилиндра, объем которого полностью (или частично) заполнен ионитом, а также одну (или несколько) дренажных систем на линиях подачи и вывода жидкой фазы. Конструкция такого аппарата проста, он надежен в работе, имеет достаточно большую производительность и высокоэффективен. Последнее обеспечивается неподвижностью слоя, почти полным отсутствием перемещивания жидкой фазы, которая движется через слой в режиме, близком к полному вытеснению. Каналообразование в слое ликвидируют встряхиванием. Максимальное значение величины ВЭТС в аппарате составляет несколько десятков сантиметров. Время работы слоя ионита может достигать 48 ч. Производительность аппарата сильно зависит от способа подачи жидкой фазы. Так, при подаче раствора снизу нагрузка по жидкой фазе аппарата ограничена началом псевдоожижения слоя ионита, которое соответствует скорости w = 1—5 м/ч. [c.258]

Пылевидные сыпучие материалы плохо псевдоожижаются продувкой газом из-за возникающего при этом явления канало-образования в слое материала возникают вертикальные каналы, по которым движется газ, между этими каналами материал остается практически неподвижным. Каналообразования можно избежать, если в подлежащий псевдоожижению слой сыпучего материала ввести вращающуюся лопастную мешалку. Величина критической скорости псевдоожижения слоя газом подсчитывается в этом случае по эмпирической формуле, предложенной В. В. Харакозом [c.138]

Одним из важнейших достижений техники сушки за последние годы является использование псевдоожиженного слоя и его модификаций. Псевдоожиженный или кипящий слой широко используется для интенсификации процессов сушки сыпучих, хорошо псевдо-ожижаемых газом материалов. Попытки применения кипящего слоя длЕ сушки плохо ожижаемых газом материалов, которые в химической промышленности составляют большинство, привели к появлению модификаций псевдоожиженного слоя и разработке новых условий взаимодействия фаз (так называемых активных гидродинамических режимов). Модификации псевдоожиженного слоя связаны, главным образом, с различными механическими побудителями, которые способствуют достижению равномерного и тойчиБого псевдоожижения, ликвидации каналообразования и комкования материала, увеличению поверхности фазового контакта О и относительной скорости движения фаз. Роль механических по-будителей очень велика, они позволяют значительно расширить область эффективного применения кипящего слоя. [c.1]

Рис 152 Различные состояния псевдоожиженного слоя а - однородное, б - неоднородное с газовыми пузырями, в - поршнеоб-разование, г - каналообразование [c.518]

Значительное байпассирование может наблюдаться при очень высоких значениях UIUrnf , в низких слоях или при наличии крупных пузырей однако в лабораторных реакторах с псевдоожиженным слоем, снабженных хорошими газораспределительными устройствами, этот эффект экспериментально не обнаруживается 12,1 , 16 Байпассирование газа, правда, возможно в промышленных реакторах с псевдоожиженным слоем, использующих преимущественно колпачковые барботеры, перфорированные или другие газораспределительные устройства. В этих условиях либо начальный размер пузыря может оказаться настолько большим, что процесс будет лимитироваться скоростью межфазного обмена газом, либо пузыри получают возможность подниматься по предпочтительным траекториям (обстановка при этом будет близкой к каналообразованию или фонтанированию). И в том и в другом случае возникает тенденция к увеличению проскока газа, но, пока не наступит ярко выраншнного каналообразования или фонтанирования, скорость реакции и заданная степень превращения [c.371]

Распределители ожижающего агента в основании слоя оказывают весьма существенное влияние на его структуру в целом. В идеальном случае распределительные устройства должны иметь пористую структуру, чтобы ожижающнй агент поступал че]рез множество мелких отверстий. Распределительные устройства с малым числом крупных отверстий характеризуются высокими скоростями в отдельных точках основания слоя, что приводит к значительному каналообразованию в слое. Если слой склонен к каналообразованию, то более равномерное псевдоожижение достигается при использовании распределительных устройств с высоким сопротивлением газовому потоку, при котором ожижающий агент почти равномерно вводится в нижнюю часть слоя, независимо от каких-либо нарушений равномерности структуры самого слоя. Для мелкодисперсного слоя перепад давления в распределительном устройстве должен иметь тот же порядок, что и перепад давления в слое. Установлено что наилучшая воспроизводимость скорости начала псевдоожижения достигается при использовании плоских пористых распределительных устройств расширение слоя в этом случае также происходит более равномерно. [c.41]

Как уже отмечалось, предысторией качества процесса псевдоожижения может являться качество структуры неподвижного слоя, загруженного в реактор. Предположим, что после загрузки в его структуре имеются мелкомасштабные своды, т. е. локальные зоны с переменной пористостью частиц. В момент пуска газа эти зоны способствуют каналообразованию, возникновению мелкомасштабных и затем крупномасштабных неоднородностей пористости в виде пузырей. Система газ — твердое тело становится неустойчивой. Если же сводов в структуре неподвижного слоя нет, что возможно только при отсутствии перемещений частиц при загрузке слоя, то нри псевдоожижепии не должно быть и пузырей. Убедительное доказательство этому получено в работе [861, когда автор на модели ожижал плоские частицы слюды. В таком слое вообще не возникало пузырей. Это можно объяснить тем, что пластинки слюды при загрузке укладывались плотно, без перемещений. [c.42]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология