Аппараты с псевдоожиженным слоем материалов

Аппараты для сушки материала в псевдоожиженном (кипящем) слое. Проведение процесса сушки в кипящем слое позволяет значительно интенсифицировать удаление влаги из материала, поскольку при этом увеличивается поверхность контакта между частицами материала и сушильным агентом, выравниваются температура и влажность материала в объеме слоя. Вследствие этого аппараты псевдоожиженного слоя вытесняют барабанные сушилки, например, при сушке известняка, каменного угля и пр. В установках с кипящим слоем можно одновременно проводить несколько процессов (сушку и обжиг, сушку и грануляцию и др.). К недостаткам таких сушилок можно отнести повышенный удельный расход энергии, пылеобразование материала и связанную с этим опасность возникновения его взрывоопасных концентраций в воздухе. Сушилки с кипящим слоем могут быть одно- и многосекционными. Односекционные аппараты наиболее просты в конструктивном и эксплуатационном отношениях. Их используют главным образом для удаления несвязанной влаги из сыпучих материалов. Многосекционные аппа- [c.133]

Сушилки периодического действия предпочтительны, когда обрабатывают небольшие количества продуктов при значительном ассортименте, а также при сушке материала, требующего изменения режима в процессе сушки. Жидкие и хорошо текучие материалы (растворы и суспензии) сушат в распылительных сушилках. Получаемый при этом продукт можно досушивать в аппаратах с псевдоожижением. Пасты сушат главным образом на вальцеленточных и петлевых сушилках, а при небольших масштабах производства — в аппаратах псевдоожиженного слоя с инертным теплоносителем. Сушка этих материалов вызывает наибольшие трудности налипание пастообразного материала на рабочие поверхности аппаратов резко снижает интенсивность процесса и вызывает перегревание материала. В связи с этим используют, в частности, следующие приемы формование смешивание с мел- [c.147]

Таким образом, постановка задачи расчета сушильного аппарата псевдоожиженного слоя по заданным значениям ио, й, V я физическим характеристикам веществ приводит к системе взаимосвязанных уравнений (5.68) — (5.77), решение которой должно определить размеры слоя и расход сушильного агента с заданной по технологическим соображениям начальной температурой. Анализ показывает [18], что сформулированная модель процесса имеет две степени свободы. Следовательно, процесс сушки в заданных пределах по влагосодержанию материала можно осуществить при различных комбинациях параметров. [c.275]

Рассмотрим вначале процесс сушки монодисперсного материала в многосекционном аппарате псевдоожиженного слоя при кинетике сушки в периоде постоянной скорости. [c.282]

Распределения (1.67) и (1.68) подтверждаются непосредственными экспериментальными данными, получаемыми методом импульсного введения в секционированный аппарат псевдоожиженного слоя меченых частиц с последующим определением числа меченых частиц на выходе потока дисперсного материала из последней, я-й секции. Пример экспериментальных кривых распределения представлен на рис. 1.14, где по оси ординат отложено относительное число меченых частиц An/N, находящихся в пробе выгружаемого материала за время Ат, Ап — число меченых частиц в пробе, N — общее число меченых [c.77]

Допущения о полном перемешивании частиц материала и вытеснении сушильного агента в псевдоожиженном слое позволяют анализировать некоторые задачи на основе модельных представлений о кинетике сушки частиц правильной геометрической формы. Так, при диффузионной модели внутреннего переноса влаги с постоянным значением коэффициента эффективной диффузии Оэ внутри изотропных сферических частиц получены [56, 57] следующие соотношения для среднего влагосодержания дисперсного материала, выгружаемого из односекционного аппарата псевдоожиженного слоя [c.326]

Сушильные аппараты псевдоожиженного слоя могут использоваться в комбинации с другими сушильными аппаратами. При этом для удаления начальной, легко отдаваемой материалом влаги применяется аппарат с наиболее интенсивным режимом обтекания частиц сушильным агентом (трубы-сушилки, циклонные или спиральные аппараты, сушилки со встреченными закрученными потоками), а на второй ступени остаточную влагу удаляют в аппарате псевдоожиженного слоя, где легко обеспечить любое необходимое время сушки материала. [c.380]

Аппараты непрерывного действия с постоянным по высоте сечением, особенно цилиндрические, характеризуются значительной неравномерностью сушки, так как слой материала по всему сечению интенсивно перемешивается. Неравномерность сушки можно устранить, создавая направленное движение псевдоожиженного слоя материала в аппаратах прямоугольного сечения, удлиненных по направлению движения материала. Закономерное перемещение твердых частиц от места подачи к месту выгрузки с соответствующим изменением их влажности может поддерживаться в такой сушилке только в том случае, если перемешивание в слое будет незначительным. Опыт показывает, что при энергичном перемешивании и достаточно высоких слоях материала частицы движутся во всех направлениях настолько быстро, что средняя влажность их со стороны подачи и со стороны выгрузки почти одинакова и близка к средней [c.115]

Рис. 1.48. Плотность распределения дисперсного материала по влагосодержанию на выходе из сушильного аппарата непрерывного действия с псевдоожиженным слоем материала

Так, при внезапном прекращении подачи газа (выходе из строя вентилятора) или недостаточной скорости его движения в аппарате (засорение рукавного фильтра и др.) весь кипящий слой материала оседает на нагретую газораспределительную решетку. В случае снижения температуры газа по сравнению с расчетной (например, при нарушении режима работы топки) его влагоемкость уменьщается, и водяные пары, содержащиеся в нем, частично конденсируются. Связанное с этим некоторое увлажнение высушиваемого материала приводит к увеличению слипаемости его частиц и как следствие к нарушению режима их псевдоожижения при этом материал может также осесть на решетку [210]. Такому процессу способствует и неравномерное распределение теплоносителя в сушильной камере, возникающее, например, при забивании отдельных отверстий решетки, неправильном выборе их размера и расположения, перекосе решетки, Возникновение на решетке аппарата неподвижного слоя материала значительно большей высоты, чем зона его активного теплообмена в псевдоожиженном слое, для которой отработаны безопасные условия, создает аварийную ситуацию в сушильной установке, которую всегда надо учитывать с целью ее предотвращения. [c.202]

Для получения надежных результатов измерений большое значение имеют такие факторы, как длительность отбора проб и число замеров. Над псевдоожиженным слоем материала скорости газового потока распределяются неравномерно, что вызвано прорывом газовых пузырей. Это в свою очередь приводит к флуктуации твердой фазы над слоем, поэтому измеренные значения запыленностей могут отличаться от средних значений. Для оценки величины этих отклонений проводили специальные измерения флуктуаций запыленности по сечению аппарата на различной высоте от поверхности слоя (рис. 2). Как видно из рисунка, флуктуации поля запыленностей значительны вблизи поверхности слоя и уменьшаются по мере удаления от нее. [c.122]

Псевдоожижение слоя материала может быть осуществлено в реакторах различных конструкций с горизонтальными перфорированными перегородками, предназначенными для поддержания материала до и после псевдоожижения, а также для равномерного распределения ожижающего агента по сечению аппарата (рис. 2.13). Реактор с псевдоожиженным слоем для сжигания осадков изготовляют диаметром от 2,7 до 9 м. Осадки подают в реактор либо над слоем инертного носителя (песка), либо пе-посредственно в слой. Обычно осадки бытовых сточных вод подают в слой носителя. [c.52]

Рис. 7.12. Плотность распределения дисперсного материала в одно- (/), двух- (2) и трехсекционном (3) аппарате псевдоожиженного слоя при идеальном перемешивании в каждой секции.

Псевдоожижение слоя материала может быть осуществлено в камерах (реакторах) самых различных конструкций с горизонтальными перфорированными перегородками, которые предназначены для поддержания материала до и после псевдоожижения, а также равномерного распределения ожижающего агента по сечению аппарата (рис. 58). В качестве инертного материала применяется песок с фракционным составом 1—5 мм или фторопласт. Высота кипящего слоя составляет 0,5—1,5 м. Обрабатываемый материал, попадая в инертный слой, смешивается с ним, налипает на его частицы и удерживается до тех пор, пока он высохнет и частично сгорит. [c.130]

Трудности анализа внешнего тепломассообмена сушильного агента и частиц в циклонных аппаратах связаны с тем, что поток сушильного агента не фильтруется всей своей массой через дисперсный материал, как это происходит в плотном слое, при пневмотранспорте частиц или в псевдоожиженном слое материала. [c.142]

При моделировании любых реальных процессов большее число принятых при постановке задачи упрощающих допущений, разумеется, не приближает модель к реальному объекту моделирования, но позволяет более подробно анализировать сформулированную модель. Так, наиболее простое предположение о режиме полного перемешивания дисперсного материала и полного вытеснения для сушильного агента в пределах псевдоожиженного слоя дает возможность получить распределение материала по влагосодержанию, соотношения для переходных режимов сушильного аппарата, а также анализировать стационарные режимы работы многосекционных аппаратов псевдоожиженного слоя. С другой стороны, в настоящее время не существует удовлетворительно разработанной модели процесса стационарной сушки в одном псевдоожиженном слое, которая учитывала бы наличие пузырей сушильного агента при прохождении его через слой псевдоожиженного дисперсного материала. [c.151]

Для учета реального распределения дисперсного материала по времени пребывания в аппарате псевдоожиженного слоя методом меченых частиц были получены [7, 8] экспериментальные кривые р (т, т) которые показали незначительное отличие от кривой полного перемешивания в широком временном диапазоне, за исключением интервала вблизи нуля, где экспериментальные кривые имели резкий максимум и начинались из нулевой точки (рис. 6.7). [c.159]

Существенно, что приведенные формулы для многосекционного аппарата псевдоожиженного слоя инвариантны относительно характера движения потоков дисперсного материала и сушильного агента (прямоток, противоток, перекрестный ток). [c.165]

Результаты итерационных расчетов представлены в, табл. 6.2, а кривые плотности распределения материала по влагосодержанию на выходе из секций трехкамерного аппарата даны на рис. 6.10. Из представленных результатов следует, что секционирование сушильного аппарата псевдоожиженного слоя приводит к более равномерному высушиванию дис- [c.165]

Таков алгоритм расчета каждой секции в отдельности. При расчете многосекционного противоточного аппарата необходимо задание значений всех значений средних температур в каждой секции (/,). На рис. 6.12 приведены результаты расчетов по описанному алгоритму. Для сравнения здесь же представлены данные опытов по непрерывной сушке промышленного цеолита ЫаХ в трехсекционном противоточном аппарате внутренним диаметром 106 мм с высотой псевдоожиженных слоев материала 250 мм. Значения корреляционных параметров в уравнениях (6.40) были получены в специальных кинетических опытах А,,— = 0,0019 X = 3,83/и, = 2,69 1 О Г X [c.171]

В конических и цилиндрических аппаратах псевдоожиженный слой образуется по-разному. При фильтрации газа через слой кускового или порошкообразного материала в аппарате с постоянным по высоте слоя поперечным сечением скорость газа по мере прохождения его через слой увеличивается. В верхней части, где скорость максимальна, начинается псевдоожижение, распространяющееся затем в нижние слои материала. Это явление наиболее характерно для высоких слоев большой плотности. [c.283]

Аппараты псевдоожиженного слоя характеризуются интенсивным перемешиванием твердого материала и газа в пределах слоя. Процесс перемешивания во многом определяет массообмен и теплопередачу. Основную роль в процессе перемешивания играют газовые пузыри, которые в своей донной части и оболочке поднимают твердые частицы вверх по слою и разрушаются, выбрасывая некоторые частицы над поверхностью слоя. В верхних слоях перемешивание интенсифицируется распадом пузырей, взаимодействием их друг с другом и слиянием их с газовыми каналами. [c.289]

Рис 15 8 Схема потоков дисперсного материала в аппарате псевдоожиженного слоя непрерывного действия [c.531]

Гидрокрекинг в псевдоожиженном слое позволяет перерабатывать тяжелые газойли с установок каталитического крекинга, работающих в режиме псевдоожижения. Наличие в таком сырье тонкой катализаторной пыли не отражается на работе реакторов гидрокрекинга. На ряде установок гидрокрекинга предусмотрена предварительная деметаллизация сырья в аппаратах с псевдоожиженным слоем дешевого твердого материала. [c.50]

Находят применение элементы из оребренных труб. Устройства, находящиеся внутри псевдоожиженного слоя, должны быть надежно закреплены, так как во время работы аппарата- на них действуют значительные усилия. Высоту слоя продукта регулируют с помощью переливных планок, но иногда выгрузку осуществляют из нижней части слоя и уровень поддерживают, регулируя скорость выгрузки материала. [c.179]

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]

Отсюда нетрудно представить следующую ситуацию если для аппарата псевдоожиженного слоя по величине Арл подобрать воздуховодную машину, то в случае уплотнения материала этот аппарат не сможет работать, так как для этого нужно создать перепад давлений больший, чем Арл- [c.6]

Аналогичные рассуждения можно распространить и на другие процессы. Например, можно учесть структуру потоков в фануляторе с псевдоожиженным слоем материала и рассчитать распределение частиц по степени их покрытия. При этом для расчета аппаратов, работающих в непрерывном режиме, необходимо знать вид функции плотности распределения частиц потока по их времени пребьшания. В некоторых случаях эта функция может быть получена аналитически. [c.628]

Рис. 1.14. Экспериментальная кривая распределения дисперсного материала по времени пребывания в пятисекционном аппарате псевдоожиженного слоя

Интенсификация процессов растворения может быть осуществлена несколькими способами. Наиболее универсальным способом, применимым ко многим массообменным процессам, является увеличение суммарной поверхности дисперсных (в данном случае растворяющихся) частиц, к чему стремятся в большинстве случаев. Однако здесь имеется разумный предел, связанный с тем, что, во-первых, большая степень измельчения требует значительно больших затрат, и, во-вторых, слой изначально мелких частиц при растворении в ненеремешиваемом слое дисперсного материала даст уже с самого начала процесса высокие гидродинамические сопротивления при фильтровании через него растворителя. При осуществлении процесса растворения во взвешенном состоянии, т. е. в аппаратах псевдоожиженного слоя или в аппаратах с механическим перемешиванием, использование мелких частиц приведет к малым скоростям скольжения, а следовательно, к низкой интенсивности внешней массоотдачи от поверхности частиц. [c.116]

Конструкции аппаратов для сушки жидких и пастообразных материалов на псевдоожиженных инертных телах аналогичны аппаратам для сушки на собственных гранулах. Отличие здесь состоит лишь в том, что выгрузка сухого материала осуществляется вместе с сушильным агентом через циклоны и фильтры. В качестве инертных материалов используются тяжелые металлические шарики диаметром несколько миллиметров или более легкие кусковые материалы, например крупный речной песок, гравий, корунд, фторопластовая крошка и т. п. На рис. 5.44 приведена схема установки с аппаратом псевдоожиженного слоя инертных тел для сушки суспензий и паст красителей и других аналогичных продуктов. Производительность установки по испаряемой влаге достигает 1000 кг/ч и по высушиваемому продукту— до 700 кг/ч. Инертный псевдоожиженный материал стабилизирует слой, разрушая своим механическим воздействием образующиеся комки влажного продукта. Использова- [c.381]

Интенсивность и производительность процессов, осуществляемых в аппаратах псевдоожиженного слоя, в значительной степени определяется интенсивноствю гидродинамических потоков материала и их организацией. [c.7]

Процесс разделения газов псевдоожиженным слоем угля еще недостаточно изучен. Важные работы по разделению газов псевдоожиженным слоем угля проведены Л. Д. Этерингтон и др. [17, 60]. Исследователи рекомендуют осуществлять контакт газа с псевдоожиженным слоем материала в ступенчатом аппарате, например в обычной колонне с тарелками той или иной конструкции. [c.267]

Слои небольшой высоты над решеткой более турбулизованы, поэтому перемешивание в них более равномерное. Это позволяет сделать заключение о более высокой эффективности пнев-мосмесителей небольшой емкости. Однако пневмосмесители тонкодисперсных материалов требуют специальных улавливающих устройств. По этой причине большинство известных пневмосмесителей рассчитаны на большие емкости, когда применение улавливающих систем будет экономически более целесообразным. Пневмосмесители большой полезной емкости рассмотрены в разделе Усреднители . Методы расчета аппаратов с псевдоожиженным слоем материала см. в работе [2]. [c.138]

С точки зрения поведения дисперсной твердой фазы аппарат псевдоожиженного слоя может рассматриваться аналогично тому, как в теории химических реактивов анализируется поведение реагирующих потоков [30]. Если выделить в псевдоожиженном слое элементарный участок длиной (II вдоль направленного движения дисперсного материала (например, в аппарате типа желоба с движением потока твердой фазы в горизонтальном направлении и с поперечной подачей псевдоожижающего сушильного агента) и принять, что в вертикальном направлении частицы материала перемешиваются идеально, а в горизонтальном направлении помимо направленного движения со средней расходной скоростью y = Лir/Лi л происходит диффузионное перемешивание частиц, то уравнение материального баланса такого элемента слоя имеет вид [31] [c.183]

Сопоставление величины Ракт для кипящего слоя и для вращающейся трубчатой печи (стр. 250) безусловно свидетельствует в пользу реакторов кипящего слоя. В щахтных реакторах с движущимся слоем реакция протекает также практически на всей поверхности частиц материала, однако в этом случае частицы должны быть значительно больших размеров, чем в псевдоожиженных системах поэтому величина Ракт, отнесенная к единице площади пода или объема слоя, шахтного реактора значительно меньше, чем Ракт для кипящего слоя. Увеличение поверхности контакта приводит к уменьшению времени, необходимого для завершения процесса это, в свою очередь, положительно сказывается на удельной производительности печи. Для большинства аппаратов псевдоожиженного слоя суточная производительность составляет 4—7 т на 1 Л1 пода, в то время как для многоподовых скребковых печей, имеющих приблизительно аналогичное время пребывания материала, суточная производительность не превышает 0,5 г на 1 пода. [c.271]

Действительно, давно было замечено, что при ожижении твердых частиц газами псевдоожиженный слой не однороден [189]. Он представляет собой слой взвешенных частиц с достаточно низкой порозностью, в котором поднимаются заполненные газом свободные от частиц полости, получившие название пузырей. Во время подъема пузыри могут увеличиваться в размерах, коалесцировать, что иногда приводит к образованию поршневого режима псевдоожижения, представляющего собой чередование сгустков частиц и газовых полостей, занимающих все сечение аппарата. Поршневой режим движения твердой фазы наблюдается также и при транспортировании твердых частиц газом в вертикальных трубах. Ряд авторов, первым из которых бьш, по-видимому, Уоллис [94], вьщвинули предположение, согласно которому пузыри и поршни являются следствием нарастания всегда присутствующих в потоке малых возмущений порозности. Однако в экспериментах неустойчивость наблюдается далеко не во всех дисперсных потоках. Так, ожи-жаемые жидкостью слои небольших твердых частиц из не слишком плотного материала однородны. Опыты по ожижению частиц газами при высоком давлении указьгеают на явный переход от однородного режима псевдоожижения к пузырьковому в случае увеличения скорости газа [190]. Не наблюдаются неоднородности и при движении небольших капель и пузырей в жидкостях. [c.134]

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]

Весьма перспективно применение для данного процесса аппаратов с псевдоожиженным слоем, так как теплообменные поверхности в псевдоожиженном слое не зарастают кристаллами и процесс можно вести в непрерывном режиме. Процесс десублимации в псевдоожиженном слое может быть осуществлен в двух вариантах -в псевдоожиженном слое самого десублимирующегося продукта (в данном Ьлучае избыток продукта, образующийся В аппарате, перетекает через переливной порог) или в псевдоожиженном слое инертного материала с полным выносом продукта из слоя и последующим выделением его из газового потока. [c.186]

Ряд перечисляемых ниже достоинств вертикальных стержней делает их полезными для промышленных аппаратов с псевдоожиженным слоем простота конструкции легкость монтажа и демонтажа беспрепятственная выгрузка твердого материала отсутствие застойных (непсевдоожиженных) зон возможность использования дополнительных поверхностей в целях теплообмена незначительная доля рабочего объема слоя, занимаемая стержнями малого диаметра. [c.537]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология