Распределительные устройства в аппаратах с псевдоожиженным слоем

I. РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА АППАРАТАХ С ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ [c.495]

В секционированных колонных аппаратах взаимодействующие потоки контактируют преимущественно путем барботажа диспергированной газовой (паровой) или жидкой фазы через слой жидкости. При осуществлении гетерогенных процессов с твердой фазой (каталитические реакции, адсорбция, ионообмен, высушивание влажных сыпучих материалов) взаимодействующий поток жидкости или газа проходит (фильтруется) через слой твердых частиц, расположенный на распределительном устройстве каждой секции. Этот слой может находиться в неподвижном или псевдоожижен-ном состоянии, в зависимости от характера и условий протекающего процесса. [c.14]

Заметим, что колонные аппараты обоих классов не всегда имеют два потока взаимодействующих веществ в ряде случаев одно из них (твердое или жидкое) может длительное время оставаться в неподвижном или турбулизованном состоянии на распределительных устройствах, омываясь непрерывным потоком другого в виде жидкости или газа (пара). В последние годы получили применение колонные секционированные аппараты, в которых взаимодействуют три фазы жидкость, газ и твердые частицы. Пр 1 этом газ и жидкость движутся непрерывными потоками, а слой твердых частиц, приведенный в псевдоожиженное состояние, длительное время остается в секциях аппарата. В массообменных аппаратах твердыми частицами (обычно сферической формы) являются инертные материалы, а в химических реакторах — реагенты или катализаторы. [c.14]

Аппараты с псевдоожиженным слоем для высокотемпературных процессов отличаются наличием футеровки. Распределительная решетка делается из огнеупорного материала или применяются специальные устройства для ее охлаждения. [c.180]

Установлено что такое распределение потока может быть как стабильным, так и кратковременным. На рис. Х1Х-8 воспроизведены данные , полученные при псевдоожижении слоев песка 5.1 высотою — 0,9 м в аппарате квадратного поперечного сечения площадью 6 м с распределительным устройством из 144 элементов типа 2, б причем зазор между колпачком и верхней плоскостью решетки составлял 2,7 мм. Манометры были подключены к измерительным диафрагмам элементов, расположенных цо диагоналям распределительного устройства. Показания манометров фиксировали на киноленте в течение одной минуты. Средние расходы газа через каждый элемент с учетом тарирования [c.693]

Слой переводили в псевдоожиженное состояние подачей больших расходов газа, после чего на десять минут его подачу прекращали, чтобы дать возможность слою осесть. Затем снова вводили газ в дутьевую камеру и постепенно увеличивали его расход, отмечая при этом среднее число элементов, работающих при различных расходах. Данные, полученные при псевдоожижении слоев циркониевого песка 2.1 различной высоты в аппарате с площадью поперечного сечения —1,5 м и распределительным устройством из 36 элементов типа 2, а приведены на рис. Х1Х-9. Там же для слоев различной высоты указаны значения Из рисунка видно, что в слоях высотою 0,46 и 0,3 м для достижения полной работоспособности распределительного устройства необходима скорость газа,значительно превышающая и , а в слое высотою 0,91 м—незначительно отличающаяся от [c.697]

Изучали размеры пузырей в момент прорыва ими свободной поверхности псевдоожиженного слоя песка 5.1, а также распределение всплесков по этой поверхности. В результате для слоев разной высоты (от 0,38 до 2,35 м) была получена информация о ха-р,актере протекания процесса в аппаратах с площадями поперечного сечения — 0,38 и 1,5 м , снабженных распределительными устройствами из элементов типа 2, а. Горизонтальный размер и положение каждого всплеска в момент прорыва пузырем слоя на строго определенной фазе развития были получены киносъемкой поверхности слоя. [c.701]

В адсорбере с псевдоожиженным слоем адсорбента для равномерного распределения газовой фазы и образования псевдоожиженного слоя по высоте установлены опорно-распределительные решетки с переточными устройствами. Исходная газовая смесь и десорбирующий агент проходят через соответствующие секции аппарата, и в результате их контакта с поступающим сверху адсорбентом образуются псевдоожиженные слои, в которых протекают процессы адсорбции и десорбции в условиях противоточно-ступенчатого контакта. [c.20]

При коксовании тяжелого нефтяного сырья в псевдоожиженном слое частиц кокса или другого инертного в этих условиях материала применяют аппараты с жаростойкими подинами, имеющими дутьевые сопла с колпачками. При коксовании угля представляется целесообразным применение в качестве распределительных устройств провальных систем сопряженных конусов (рис. Х1-13), либо аналогичных систем с размещением беспровальных решеток или металлокерамических пластин в нижнем основании каждого конуса. [c.419]

Рассмотренным не исчерпываются проблемы конструирования распределительных и перераспределительных устройств в аппаратах с псевдоожиженным слоем. Нередко возникают задачи, связанные со спецификой конкретных процессов или конструктивных особенностей аппаратуры. Приведем некоторые примеры. [c.549]

Принцип устройства таких аппаратов иллюстрируется рис. V. 28. Адсорбционная колонна состоит из трех рабочих секций /—III, разделенных распределительными тарелками 1, с помощью которых создается псевдоожиженный слой адсорбента. Исходная газовая смесь подается в верхнюю часть секции II. Из верха секции I отбирается непоглощенный газ — легкая фракция, из верха секции III отводится промежуточная фракция. Из секции III адсорбент с поглощенными веществами поступает в зону регенерации IV. Регенерация осуществляется путем подогрева адсорбента, движущегося плотным слоем в трубах теплообменника 2, обогреваемого глухим паром. Десорбированная тяжелая фракция отводится из-под нижней распределительной тарелки. Регенерированный адсорбент поступает в промежуточную емкость 3, откуда с помощью пневмотранспорта подается на верх адсорбционной колонны. Здесь он охлаждается, проходя плотным слоем по трубам холодильника 4. При наличии в исходной смеси трудно десорбируемых веществ их удаление осуществляется в так называемом реактиваторе 5, представляющем собой теплообменник, в котором адсорбент подогревается до более высокой, чем в десорбере, температуры. Кроме того, адсорбент обрабатывается паром, вместе с которым отводятся десорбированные вещества. В реактиватор направляется часть циркулирующего в системе адсорбента, необходимая для поддержания требуемой его активности. Установки рассмотренного типа используются, например, для разделения смесей легких углеводородов. [c.521]

Выбор оптимальных условий для осуществления процесса, включая характеристики распределительных устройств, размеры и плотность применяемых насадок, а также определение предельных нагрузок аппаратов, возможны на основе детального изучения гидродинамики процесса взаимодействия фаз в псевдоожиженном слое [c.49]

Отпарная зона размещена в нижней части аппарата и служит для удаления паров нефтепродуктов, адсорбированных катализатором. Над отпарной зоной размещено распределительное устройство в виде пучка каналов, равномерно расположенных по сечению реактора. Через это устройство сырье и катализатор поступают в реакционную зону, в которой находится псевдоожиженный (кипящий) слой катализатора высотой около 6 м. Над слоем катализатора имеется свободное пространство отстойной зоны. [c.213]

Весьма значительное влияние на теплообмен оказывает также конструкция распределительного устройства. При неправильном конструировании этих устройств газовый поток плохо распределяется по сечению аппарата. Это приводит к образованию каналов, фонтанированию, увеличивает унос частиц и способствует неравномерности температурного поля псевдоожиженного слоя. [c.30]

При постепенном увеличении расхода газа через многоэлементное распределительное устройство с расположенным над ним слоем зернистого материала часть элементов начинает работать сразу после превышения скорости, необходимой для начала псевдоожижения в расчете на все сечение распределительной решетки (см. рис. Х1Х-4). Дальнейшее увеличение газового потока приводит к тому, что в определенный момент рабочий режим будет характерен для всех элементов соответствующую этому моменту среднюю скорость газового потока (в расчете на свободное сечение аппарата) обозначим 11 Если теперь постепенно уменьшать рас ход газа, то при достижении некоторой критической скорости часть элементов начнет переходить от рабочего [c.687]

Как видно из рис. Х1Х-8, после перехода в псевдоожиженное состояние достаточно крупные слои могут работать при низком перепаде давления на распределительном устройстве. При этом достигается полное псевдоожижение и относительно равномерное распределение газа на уровне элементов. Однако первоначальное обеспечение полного псевдоожижения может потребовать значительно более высокого перепада давления, поэтому при проектировании промышленных установок необходимо знать параметры, влияющие на пусковой режим аппарата. [c.695]

Материал камеры определяется параметрами процесса и свойствами продукта. Как правило, аппараты с псевдоожиженным слоем изготовляют из углеродистой и кислотостойкой стали, но для высокотемпературных процессов применяют камеры, футерованные огнеупорами. Наиболее ответственные элементы аппарата с псевдоожиженным слоем — газораспределительные устройства, так как от их конструкции в значительной степени зависят характер и размеры образующихся пузырей и застойных зон, т. е. качество псевдоожижения. Распределительные устройства должны обеспечивать равномерное распределение газа по сечению аппарата, иметь небольшое гидравлическое сопротивление, быть простыми, 1[адежными в работе. На практике все эти требования не всегда возможно совместить. [c.178]

Хэндли и соавт. 22 определяли траектории твердых частиц в однородном псевдоожиженном слое. Однородное псевдоожижение было достигнуто в случае применения распределительного устройства, обеспечивающего равномерный профиль скоростей ожижающего агента на входе в слой. Была установлена возможность инициирования макроциркуляции твердых частиц. Так, прекращение подачи ожижающего агента в центральных зонах распределительной решетки приводило к возникновению циркуляции, направленной вверх около стенок аппарата и вниз по его оси, а прекращение подачи в периферийном кольцевом пространстве, примыкающем к стенкам, вызывало циркуляцию в обратном направлении. Авторы 22 определили также среднюю длину прямолинейных участков траектории частицы (рис. УП-38). Они нашли, что отношение вертикальной и горизонтальной составляющих турбулентной скорости частицы примерно постоянно и близко 2,5. [c.324]

Результаты исследований работы провальных [16, 17] и непровальных [15, 17, 18—23] распределительных решеток в аппаратах с псевдоожиженным слоем, а также конструкции и методы регулирования переточных устройств [1, 18, 21] освещены в советской литературе. — Прим. ред. [c.715]

В США разработан аппарат для сушки в псевдоожижениом слое. Эта установка для обработки твердых частиц состоит из аппарата для сушки или прокаливания и теплообменника. Смесь воздуха и горючего газа подается вентилятором в аппарат, проходит через распределительные решетки и поджигается. Твердые частицы поступают в теплообменник и перемещаются сверху вниз последовательно через все его секции. Далее твердые частицы направляются в аппарат, где в псевдо-ожиженном слое подвергаются действию высокой температуры. Отработанные газы уходят из аппарата и через первый циклон поступают в теплообменник, где нагревают находящиеся в псевдоожижениом состоянии твердые частицы. Из первого циклона твердые частицы удаляются шнековым устройством. Отработанный газ, пройдя через второй циклон, выбрасывается в атмосферу. Второй циклон служит для отделения уносимых твердых частиц, которые возврап аются в аппарат. Эти части11ы отдают тепло смеси горючего газа и воздуха и далее с помощью шнекового устройства удаляются из установки. [c.159]

Структурно однородным является и обычный псевдоожиженный слой при малых числах псевдоожижения и распределительном устройстве, обеспечивающем достаточно равномерное распределение газового потока по сечению аппарата. Однако в этом случае расход газа минимален и, следовательно, для больншнства технологических процессов мала и удельная производительность. Исключение в этом случае составляют механические процессы горизон- [c.243]

Необходимо иметь в виду, однако, что провальные тарелки не обеспечивают фиксированного противодавления псевдоожиженного слоя и фактически выполняют роль не секционирующего распределительного устройства, а тормозящего — ограничивающего до некоторой степени циркуляцию твердой фазы по всему аппарату. Поэтому в большинстве адсорбционных аппаратов с псевдоожиженным слоем предусматривают беспровальные секционирующие тарелки. При их проектировании возникает необходимость в определении таких конструктивных параметров, как диаметр отверстия о и доля живого сечения тарелки ф. Наличие в очищаемой сточной воде грубых взвесей, а также опасность обрастания отверстий решеток требуют максимально возможного увеличения диаметра отверстий, что ограничивается условиями, при которых обеспечивается беспроваль-иость распределительного устройства, как при работе аппарата, так и его остановках. [c.167]

Кроме одинарных распределительных решеток в аппаратах с псевдоожиженным слоем применяют двойные беспровальные тарелки (рис. У1-28), в которых нижняя решетка выполняет роль запирающего устройства, препятствующего провалу материала при внезапной остановке аппарата и прекращении подачи очищаемой жидкости. Отверстия в нижней решетке расположены в том же порядке, что и в верхней, но смещены на полшага. Зная угол естественного откоса зернистого материала а, можно определить расстояние между распределительной и запирающей решетками [29] [c.168]

Недостатки, присущие многосекционным аппаратам с провальными тарелками, а также с переточными устройствами, обусловили поиск более рациональной конструкции адсорбера. В последние годы разработаны адсорбционные аппараты со сменноциклическим перемещением адсорбента, в которых сочетаются достоинства псевдоожиженного слоя с противоточным движением взаимодействующих фаз в последовательно секционированной колонне. На рис. VI-25 показана схема такого адсорбера [33, 34]. Аппарат представляет собой колонну /, состоящую из отдельных секций с упорами 2. Колонна снабжена горизонтальньши беспровальньши перфорированными тарелками 3, каждая из которых может поворачиваться вокруг горизонтальной оси 4, проходящей через середину полки. Повороты осуществляются при помощи рычагов с противовесами 7 автоматическим приводом. Для подачи зернистого материала в аппарат сверху и вывода материала" из него предусмотрены питатели. Очищаемая жидкость вводится снизу через распределительный слой 6, состоящий из неподвижной инертной насадки. Проходя через слой зернистого материала на полках, жидкость псевдоожижает адсорбент и контактирует с кпм. Отвод очищенной жидкости осуществляется через сборный лоток в расширенной части колонны. [c.164]

Аппарат имеет форму цилиндра с коническими днищами. Верхнее днище корпуса соединено с его цилиндрической частью диаметром 3600 мм, в которой собираются пары продуктов реакции после циклонов. Нижнее днище корпуса также переходит в суженную цилиндрическую часть, где происходит отпарка отработанного катализатора. В нижней части реактора размещается расиределительное устройство в виде равномерно разветвленного пучка каналов, по которым в рабочую вону аппарата поступает смесь сырья и катализатора. В верхней части реактора установлены в две ступени сепарирующие устройства в виде циклонов, предназначенных для улавливания катализа-торной пыли из продуктов реакции. Для сбора катализаторной пыли под циклонами помещены две воронки, из которых опущены вертикальные трубы для перепуска этой пыли под зону псевдоожиженного слоя смеси сырья с катализатором. Во время работы реактора отработанный катализатор перемещается вниз между каналами распределительного устройства и по зазору между ними и коническим нижним днищем. [c.292]

Одной из важнейших характеристик распределительных устройств является их гидравлическое сопротивление АРр, зависящее как от конструктивных параметров (доля живого сечения ф, количество Л отв. и размер отверстий й(отв ), так и от скорости w газа (жидкости). В настоящее время оптимальная величина ДРр не поддается теоретическому расчету, и доля живого сечения распределительного устройства выбирается эмпирическим путем для каждого технологического процесса и аппарата. Отсутствуют также твердо установленные количественные рекомендации по этому вопросу, несмотря на ряд бесспорных качественных положений. Так, известно, что увеличение сопротивления распределительных решеток, в общем, приводит к более равномерному распределению потока ол<ижающего агента в псевдоожиженном слое. Однако, по мнению одних авторов [181, 746], для этопо необходимо, чтобы сопротивление решетки составляло лишь небольшую долю сопротивления псевдоожиженного слоя ДРц, тогда как другие [419] требуют соизмеримости этих величин или даже соотношения АРр = = (5—6)АРп (для промышленных аппаратов часто рекомендуют газораспределительные решетки с долей живого сечения в пределах 0,5—5%). Имеется также указание [688], что для равномерного распределения потока ожижающего агента необходимо, чтобы сопротивление решетки на два порядка превышало потери давления при внезапном расширении на входе газа из трубопровода в объем под решеткой. [c.539]

Число систематических исследований, посвященных влиянию конструкции газораспределительного устройства на поведение псевдоожиженного слоя, весьма невелико, хотя имеется значительное количество заводских данных для различных конкретных процессов. Грос [32] установил, что точка начала псевдоожижения лучше воспроизводится при использовании в качестве газораспределительного устройства пористой плиты, чем при использовании мелкой сетки с отверстиями, соответствующими 300 меш (просвет около 0,05 мм), или перфорированного диска. Роу и Степлетон [104] наблюдали поведение слоя при псевдоожижении газом в аппарате диаметром 305 мм, причем в качестве газораспределительного устройства последовательно применялись колпачковая решетка, конический диффузор и пористая плита. Авторы подтвердили, что пористая плита позволяет получить более равномерное расширение слоя, чем другие распределительные устройства, но способствует движению через слой большего количества пузырей, хотя и более мелких. Они также установили, что конструкция газораспределительного устройства оказывает влияние на поведение слоя почти по всей его высоте. [c.22]

Отметим, что в разделе 3 для упрощения анализа не принимались во внимание граничные условия, которым должны удовлетворять возмущенные значения гидромеханических характеристик псевдоожиженного слоя. Граничные условия необходимо выставить на верхней и нижней поверхностях псевдоожиженного слоя, а также на стенках аппарата. Кроме того, необходимо иметь в виду, что образование пузырей может не являться единственным последствием гидромеханической неустойчивости псевдоожиженного слоя. Например, в псевдоожиженных слоях, ожижаемых жидкостью, в которых вбразование пузырей не наблюдается, вследствие неустойчивости однородного псевдоожиженного слоя может развиваться крупномасштабная циркуляция твердых частиц. Возникновение циркуляционных течений в псевдоожиженном слое может быть описано на основе гидродинамической теории устойчивости подобно тому, как описывается возникновение циркуляционных течений в слое жидкости, подогреваемой снизу [83], в теории естественной конвекции. При этом необходимо учитывать граничные условия на ограничивающих псевдоожиженный слой поверхностях. Такая конвективная неустойчивост псевдоожиженного слоя изучалась в работах [84, 85]. В работе [84] не учитывалась толщина распределительного устройства. Учет влияния на конвективную неустойчивость псевдоожиженного слоя толщины распределительного устройства был осуществлен в работе [85]. В настоящем разделе будут изложены некоторые результаты анализа конвективной неустойчивости псевдоожиженного слоя. [c.100]

Опыты проведены на цилиндрическом аппарате диаметром 170 мм и на полукруглом аппарате с плоской стенкой по диаметру. Твердая фаза представляла собой силикагель фракции 315— 215 мкм, газовая фаза — воздух. В центре распределительного устройства имелось отверстие диаметром 10 мм, через которое происходило истечение струи в псевдоожиженный слой. Скорость истечения струи изменялась от 10 до 20 м1сек. В цилиндрическом аппарате производилось снятие полей полного и статического (а, следовательно, и динамического) напоров в радиальном направлении по оси струи при помощи пневмометрических трубок, закрепленных на плоском координатнике. В плоском аппарате проводили визуальные наблюдения и фотографирование картины истечения струи. [c.59]

Рис. XIX-12, в, г иллюстрируют два вида структур всплесков, отмеченных в крупных аппаратах На рис. XIX-12, в показан характер всплесков на свободной поверхности слоя песка 8Л. высотою 0,53м, псевдоожиженного в аппарате с поперечным сечением 2,44 х 2,44 м при расходе газа, соответствующем BUmfr Распределительное устройство состояло из 64 элементов типа 2, а. При перепаде давления на распределительном устройстве 3,8 кПа (390 мм вод. ст.) распределение газа было достаточно равномерным. [c.705]

Внутри пятиступенчатого адсорбера имеются мсталлокера-мические распределительные решетки. Эти решетки, обладая незначительным сопротивлением, позволяют равномерно распределить газовый пото К по всему сечению псевдоожиженного слоя. Адсорбент перетекает из одной секции аппарата в другую по трубкам, которые снабжены устройством, автоматически поддерживающим высоту слоя на уровне обреза переточной трубки на разных режимах работы аппарата. [c.102]

Одноступенчатые адсорберы (рис. УП1.ГО) напоминают реакторы для проведения процессов в кипящем слое. В нижней части цилиндрического корпуса 1 размещена распределительная решетка 2. Над решеткой расположен слой адсорбента, поддерживаемый в псевдоожиженном состоянии, благодаря пропусканию через него обрабатываемой газовой смеси с определенной скоростью, равной скорости псевдоожижения. Освобожденный от извлекаемого вещества газ выходит из аппарата через пылеотделяющее устройство 3. В аппарат непрерывно поступает свежий адсорбент —по трубе 4. Насыщенный адсорбент также непрерывно отводится по трубе 5 и направляется на установку десорбции. [c.438]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология