Перемешивание твердой фазы

Заметим, что при изучении явления перемешивания твердой фазы в псевдоожЕ-женном слое (эффективные значения вязкости, коэффициента диффузии, теплопроводности, температуропроводности) многие исследователи базируются на дифференциальных уравнениях, принятых для капельных жидкостей. [c.479]

Перемешивание твердой фазы. Можно наблюдать, что в аппарате малого диаметра твердые частицы циркулируют по всему объему, причем в слое большего размера эта циркуляция еще более явно выражена. Существование интенсивной циркуляции можно легко установить, если подвергнуть псевдоожижению слой, первоначально состоящий из двух слоев различно окрашенных частиц, не смешанных друг с другом. Вскоре после начала псевдоожижения смесь становится однородной. [c.294]

Описанное выше циркуляционное движение приводит к интенсивному конвективному перемешиванию частиц и повторному смешению газа. Этот эффект нежелателен в каталитических псевдоожиженных слоях, поскольку он приводит к возвращению в слой отработавшего истощенного газа. В большинстве же других приложений интенсивное перемешивание твердой фазы полезно. [c.158]

Таким образом, по кривой расход—напор далеко не всегда можно уловить точку начала псевдоожижения и определить Икр-В этих случаях судить о переходе слоя в состояние псевдожидкости удобно по некоторым косвенным признакам. Так, положенное на верхний уровень стационарного зернистого слоя тяжелое макроскопическое тело остается неподвижным, а при переходе слоя в псевдоожиженное состояние проваливается [17]. Резко падает в этот момент и сила, необходимая для проворачивания мешалки в слое [18]. Обращается в нуль угол естественного откоса (1.4) [19]. Возникновение при псевдоожижении интенсивного перемешивания твердой фазы сопровождается резким усилением теплоотдачи от поверхностей нагретых тел, погруженных в слой, которое может быть зарегистрировано соответствующими датчиками [20]. [c.29]

По аналогии с законами молекулярной и турбулентной диффузии можно ожидать, что коэффициент макроскопического перемешивания твердой фазы в кипящем слое должен иметь порядок [c.59]

ПЕРЕМЕШИВАНИЕ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ [c.97]

Интенсивность перемешивания твердой фазы в кипящем слое представляет практический интерес для процессов, в которых проводится непрерывная целевая обработка самих зерен (сушка, обжиг и т. п.) или эти зерна постепенно меняют свойства и нуждаются в замене (отравление катализатора). Кроме того, из-за в тысячу раз большей объемной теплоемкости зерен по сравнению с газом, этот процесс перемешивания определяет собой механизм переноса теплоты и выравнивания температур в реакторе. Можно считать, что коэффициенты перемешивания и температуропроводности а в аппаратах кипящего слоя, псевдоожижаемого газами, практически тождественны [c.97]

При рассмотрении всех имеющихся публикаций первое, что бросается в глаза, —это рост D с расширением слоя, примерно, пропорционально (w/u p — 1)" с показателем степени п от 1 до 2. Увеличение скорости потока и, следовательно, степени неоднородности кипящего слоя интенсифицирует перемешивание твердой фазы в нем. Когда же с дальнейшим расширением слоя пульсации и неоднородность ослабляются, то значение D начинает уменьшаться. [c.99]

Для оценки удовлетворительности такой модели (11.47), содержащей два параметра /3 и г)ц для описания качественной картины перемешивания твердой фазы в кипящем слое, рассмотрим два просчитанных нами примера. [c.105]

Рассмотренные примеры показывают, что Двухпараметрическая диффузионная модель (П.47) может достаточно удовлетворительно описать процессы перемешивания твердой фазы в псевдоожиженном слое. Особенно существенно ее применение и развитие для анализа наблюдаемых качественных особенностей нестационарных процессов при относительно малых временах. В частности, существенно выяснить, какого порядка должен быть критерий Пекле в реальных кипящих слоях и как он должен зависеть от режима псевдоожижения и геометрии аппарата. [c.107]

Вышеприведенные оценки показывают, что перемешивание твердой фазы в кипящем слое — процесс весьма скоротечный, а посему и трудно поддающийся количественным измерениям. Поэтому, используя одну из идей, выдвинутых Смолуховским при анализе броуновского движения [126], мы разработали методику [c.108]

I. Элементарная диффузионная модель, содержащая лишь один параметр —тензор коэффициентов диффузии О, —не отражает всех особенностей перемешивания твердой фазы в псевдоожиженном слое. Эти особенности наиболее сильно проявляются в нестационарных режимах, в частности, в виде проникновения неполностью размешанных языков. Следующим приближением является двухпараметрическая модель (II.47), учитывающая наличие циркуляционных потоков твердой фазы и макроскопического переноса частиц с этими потоками. Преимущественно вертикальное направление этих потоков (вверх-вниз), по-видимому, объясняет наблюдавшееся на опыте значительное превышение Д,р д над [c.111]

К сожалению, подавляющее число измерений перемешивания твердой фазы в кипящем слое ставилось без ясного представления [c.112]

IV. Таким образом, несмотря на случайный характер и неполноту исследованных систем и аппаратов, можно считать, что большинство имеющихся данных подтверждает пригодность применения предлагаемой нами приближенной формулы (II.53) для оценки ожидаемых значений коэффициента перемешивания твердой фазы D при инженерных расчетах. Применимость соотношений (11.52) и (II.53) для аналогичного расчета температуропроводности кипящего слоя и оценки величин возможных неравномерностей ( перекосов ) температуры в промышленных реакторах непрерывного действия будет обсуждена нами в главе III. [c.115]

Элементарная диффузионная модель (11.57) и здесь сталкивается с еще большими затруднениями, чем в случае перемешивания твердой фазы. Велика амплитуда колебаний локальной скорости газа, текущего то через плотную фазу, то в виде пузырей. Масштаб пульсаций — размеры пузырей и цепочек, растущих в процессе подъема пузырей, — сравним с размерами слоя. При слабом газообмене пузыря с плотной фазой концентрация примеси внутри проскакивающего пузыря остается практически неизменной. Все это заставило авторов двухфазной теории кипящего слоя предлагать более сложные модели перемешивания газа в кипящем слое, содержащие дополнительные параметры. Причем по мере развития модели число этих дополнительных параметров стало катастрофически возрастать. [c.119]

Различают теплообмен". I) между т плопередающей поверхностью и псевдоожиженным слоем II) межфазный (между твердыми частицами и ожижающим агентом). Заметим, что перенос тепла между различными точками самого псевдоожиженного слоя, благодаря интенсивному перемешиванию твердой фазы, происходит, как правило, с очень большой скоростью ато обеспечивает практическую изотермичность слоя. [c.414]

I. Перенос теплоты из одного участка кипящего слоя в другой. Ввиду высокой объемной теплоемкости твердых частиц в системах, псевдоожижаемых газами, этот процесс целиком определяется перемешиванием твердой фазы. Следует ожидать, что эффективная температуропроводность кипящего слоя а (mV ) в этом случае будет практически тождественна коэффициенту диффузии твердой фазы D. [c.121]

Обычные же нестационарные методы измерения тепло- и температуропроводности мало пригодны как из-за значительной тепловой инерции источников и приемников теплового импульса, так и из-за ограниченной применимости самой исходной модели переноса теплоты в кипящем слое (И 1.2). Положение здесь аналогично проблемам перемешивания твердой фазы в кипящем слое, описанным в разделе П.4, где была показана ограниченная применимость однопараметрической диффузионной модели. [c.125]

Некоторые другие работы, использовавшие нестационарные методы измерения термических характеристик кипящего слоя, были рассмотрены в разделе П.5 при анализе перемешивания твердой фазы. Применимость полученного при этом оценочного соотношения [c.126]

Для наглядности на pn .IV.9, показаны распределения относительных скоростей сгорания и температур вдоль реактора при крайних и промежуточных значениях параметра Пр. Как следует из оценок (IV.31) и приведенных графиков, интенсивное перемешивание твердой фазы в кипящем слое препятствует возникновению сколько-нибудь заметных перекосов температур при сжигании твердого топлива. [c.195]

Еще сильнее влияние масштаба на интенсивность перемешивания твердой фазы в кипящем слое. Как уже указывалось выше, оценки величины коэффициента перемешивания приводят к соотношению Опер 1/ 1 характер которого подтверждается при сопоставлении данных различных исследователей (см. раздел 11.5). По-видимому, того же порядка и эффективные коэффициенты перемешивания газа в кипящем слое. [c.201]

Наличие определенных специфических недостатков метода псевдоожиженного слоя обусловило появление многочисленных модификаций его, предназначенных для преодоления тех из этих недостатков, которые наиболее существенны для данного типа технологического процесса. Прежде всего это коснулось проблемы перемешивания твердой фазы в аппарате. [c.241]

Интенсивность окисления кокса дополнительно возрастает при горизонтальном (последовательном) секционировании регенератора, обеспечивающем противоток воздуха и закоксованного катализатора с возможно меньшим перемешиванием твердой фазы между зонами. Исследованиями [136], проведенными на лабораторной установке, показано, что при одной и той же глубине регенерации применение шестисекционного ступенчато-противоточного аппарата позволяет сократить фиктивное время пребывания аморфного катализатора в регенераторе примерно в 9—10 раз в сравнении с работой в односекционном псевдоожиженном слое (рис. 4.50,а и б). Опыты проводили при температуре около 600°С на аморфном катализаторе со средним диаметром частиц 0,3 мм и начальным содержанием кокса 0,96—1,72% (масс.). Степень интенсификации регенерации повышается с ростом ее глубины. Так, если для степени регенерации, равной 50% (отн.), ступенчатый противоток сокращает время пребывания в 6,5 раза, то для степени регенерации 95% (отн.) это сокращение времени достигает [c.156]

Таким образом, можно с уверенностью говорить о практически совершенном перемешивании твердой фазы в, кипящем слое и несовершенном перемешивании газовой фазы. Следствием сказанного являются четыре важных вывода [c.137]

Можно показать, что если перемешивание твердой фазы идеально, то распределение числа частиц, покинувших слой, является биномиальным, т. е. вероятность pn At) того, что за время At слой покинет ровно п частиц, равна [c.27]

Число этих уравнений равно числу слоев. Они связывают температуру катализатора в слое с циркуляцией катализатора, температурами катализатора и газа на входе в реактор и на выходе, глубиной конверсии бутана в слое и эффективностью секционирующих решеток по перемешиванию твердой фазы. [c.303]

Увеличение неоднородности, как правило, усиливает перемешивание твердой фазы, приближает реактор к аппарату идеального смешения по твердой фазе и улучшает выравнивание температур в реакторе. С другой стороны, для каталитических процессов, проводимых в проходящем газе, увеличение степени неоднородности создает возможность проскока непрореагировавших веществ и снижения выхода целевого продукта. Таким образом, неоднородность нсевдоожиженного слоя является одной из важнейших его технологических характеристик. [c.321]

Отличие почвы от электролитов как коррозионной среды придает процессам почвенной коррозии ряд особенностей. Неоднородность строения и наличие пустот (пор) при полном отсутствии перемешивания твердой фазы, а также практически и жидкой фазы обусловливают электрохимическую гетерогенность почвы. [c.13]

Выше отмечалось, что при идеальном перемешивании твердой фазы следует считать, что кинетика отработки частиц зависит от среднего значения концентрации целевого компонента в сплошной среде (см. рис. 1.36). [c.69]

Периодический процесс. При полном перемешивании твердой фазы в псевдоожиженном слое средняя величина адсорбции оди- [c.206]

Эти методы до некоторой степени аналогичны электроемкост-ным. Магнитометр достаточно малых размеров [98] погружают в кипящий слой и регистрируют изменения магнитного поля, вызванные перемещениями намагниченных или намагничивающихся в земном магнитном поле частиц. Совокупность нескольких таких магнитных локаторов может позволить следить за движением одной магнитно-помеченной частицы. При магнитной пометке некоторых частиц слоя — примеси — магнитометр измеряет изменение их концентрации в непосредственной близости от него и позволяет изучать перемешивание твердой фазы. При полной же пометке всех частиц, в принципе, можно измерять объемную плотность твердой фазы и ее колебания в области, прилегающей к датчику. Поскольку напряженность магнитного поля, создаваемая локально намагниченным участком, убывает пропорционально кубу расстояния, то магнитометрический датчик чувствителен к изменению в области, превышающей его по размерам в 2—3 раза (по объему в 10—30 раз). [c.83]

Описанные в литературе методы изучения перемешивания твердой фазы в условиях движущегося потока или псевдоожижения можно разделить на три основные группы. Первая основана на визуальном подсчете окрашенных частиц [6]. В методах второй группы измерение концентрации магвЕитно-помеченных частиц производится с помощью магнитометров [7]. Достоинством метода является быстрая и автоматическая запись концентрации меченых частиц в слое. Однако, требуемая аппаратура довольно сложна, а влияние различных внешних воздействий из-за высокой чувствительности магнитных датчиков значительно. [c.103]

Принимая в псевдоожиженном слое полное перемешивание твердой фазы, будем иметь одинаковую рабочую концентрацию но псем объеме слоя, равную концентрации выхода а изменение движущей силы выразится разностью ординат между прямыми АВ и СО (штрих-пунктирные прямые). [c.396]

Интенсивное перемешивание твердой фазы наряду с вырав ниванием температуры в слое (положительное явление) одновре менно приводит к выравниванию активности катализатора дс уровня активности отработанного, уходящего катализатора. Про исходящее частичное перемешивание продуктов реакции с сырье несколько уменьшает скорость реакции крекинга и способствуе развитию вторичных процессов, таких как крекинг бензина. [c.13]

Для широкополидисперсных слоев наличие интервала и р.пол — и р определяется тем, что уже при < наиболее мелкие фракции начинают выдуваться из поровых каналов между крупными (суффозия) и в верхней части колонки образуется псевдоожиженный слой мелочи. С дальнейшим ростом скорости потока и начинают псевдоожижаться все более крупные фракции. Интенсивное же макроскопическое перемешивание твердой фазы в уже псевдоожиженном участке увлекает за собой и самые крупные фракции. В результате полное псевдоожижение всего полидисперсного слоя наступает при скорости кр.пол даже меньшей скорости псевдоожижения самой крупной фракции с = ах [14]. [c.27]

Передача теплоты от стенки к поверхности частиц первого ряда осуществляется через эту газовую прослойку б теплопроводностью. Начиная со второго ряда и далее, частицы считаются находящимися в ядре потока с одинаковой температурой Т д. Перемешивание твердой фазы приводит к тому, что частицы из ядра потока с пульсационной скоростью w поочередно входят в первый ближайший слой, находятся в нем некоторое время т = б/гй и вновь уходят в ядро потока. Коэффициент теплоотдачи, [c.141]

Температуру вдоль кипящего слоя Т (х) примем заранее не слишком сильно меняющейся, так что константа скорости реакции К = onst. Перемешивание твердой фазы, состоящей в основном из нейтральных зерен насадки, характеризуется коэффициентом диффузии D, оценка которого приведена в разделе 11.5. [c.193]

В условиях полусквозного потока при относительно невысоких скоростях газа наблюдается интенсивное перемешивание твердой фазы, когда одна часть потока частиц (восходящая) поднртмается на опоеделеыную высоту аппарата и уносится дальше газообразны.м агентом, а другая (нисходящая), отрываясь от основного потока, падает вниз вдоль стенки аппарата. Опускающиеся частицы катализатора вновь подхватываются потоком и движутся вверх. Таким образом, в аппарате образуется поток с внутренней циркуляцией частиц катализатора. По мнению авторов [66], эта внутренняя циркуляция частиц не увлекает за собой газообразный агент и проходит о рганизованпо, т. е. ес можно регулировать скоростью транспортирующего агента и массой циркулирующего в системе катализатора. С увеличением скорости газообразного агента рециркуляция частиц уменьшается. [c.192]

Для систем г а —т вердое вещество необходимо применение еще более сложных аппаратов. В таких системах вза1ь модействие реагентов протекает с большей скоростью при увеличении поверхности массообмена и быстром ее обновлении, достигаемом путем перемешивания твердой фазы. Очевидно, что поверхность контакта фаз возрастает с уменьшением линейных [c.15]

Аппараты со взвешенным (кипящим, псевдоожи-женным) слоем катализатора применяют взамен аппаратов с фильтрующим слоем. Принцип взвешенного слоя устраняет перечисленные недостатки и позволяет значительно упростить конструкцию контактных аппаратов. В аппаратах со взвешенным слоем применяется обычно мелкозернистый катализатор с диаметром частиц 0,1—2 мм. Взвешенный слой мелких частиц катализатора образуется в газовом (или жидком) потоке реагирующих веществ. Для этого газ пропускают снизу вверх через решетку, на которой находится катализатор, с такой скоростью, чтобы частицы катализатора пришли в движение и весь слой перешел из неподвижного во взвешенное состояние. Во взвешенном слое зерна катализатора передвигаются во всех направлениях, совершая линейное и вихревые движения, в результате ускоряется диффузия реагентов из ядра, потока к частицам катализатора. Внешний вид слоя напоминает кипящую жидкость. Он также пронизан пузырями газа, откуда и произошло название кипящий слой. Взвешенный слой обладает свойством текучести подобно жидкости. По степени перемешивания твердой фазы взвешенный слой в аппаратах малых размеров может приблил<ать-ся к модели полного перемешивания. Температурный режим в каталитических реакторах с кипящим слоем катализатора — изотермический. [c.245]

При изучении динамики адсорбции в таких аппаратах, когда ожижающим агентом служила паро-газовая смесь, установлено 66], что время защитного действия псевдоожиженного слоя периодического действия практически равно пулю. Коэффициент перемешивания частиц в пссвдоожнженном слое, создаваемом газовым потоком, сильно отличается от соответствующего коэффициента в системе жидкость — твердое тело [41]. Хорошее перемешивание твердой фазы в этом случае приводит к тому, что частицы находятся примерно одинаковое время в лю-йом участке реактора. Если стадией, определяющей процесс, является внешний перенос массы, то массообмен в такой системе закапчивается на небольшой высоте (примерно 5— 10 диаметров зерна) от газораспределительной решетки. При адсорбции газов и паров характерны резкий экспоненциальный профиль распределения концентрации вещества по высоте слоя и постоянство величины адсорбции во всех точках слоя. Следствием этого и являются пренебрежимо малая потеря времени защитного действия слоя и линейиая зависимость величины /пр от 1в в системе газ — твердое тело. [c.138]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология