Аппараты с псевдоожиженным слоем зернистых материалов

Аппараты с псевдоожиженным слоем зернистого материала. [c.290]

Гидродинамическая сущность процесса псевдоожижения заключается в следующем. Если через слой зернистого материала, расположенного на поддерживающей перфорированной решетке аппарата, [c.110]

Таким образом, при изучении некоторой реальной ситуации необ- ходимо сначала стремиться к простейшей модели, согласующейся с опытными данными и в которой наличие тех или ины с зон вытекало бы из действительных условий движения жидкости в реальном аппарате. Тогда параметры этой модели будут иметь конкретный физический смысл и могут быть рассчитаны независимыми методами. Одним из примеров такого подхода может служить разработка модели псевдоожиженного слоя зернистого материала. [c.283]

Ниже кратко рассмотрено применение смешанных моделей для описания характеристик потока и определения степени превращения в аппаратах двух широко распространенных типов реакторах с мешалками и реакторах с псевдоожиженным слоем зернистого материала. [c.284]

В аппаратах с кипящим слоем зернистого материала равномерность распределения ожижающего агента по его сечению и эффективность контакта фаз в значительной степени зависят от конструкции газораспределительного устройства и гидродинамических условий его работы. Особенно это важно для псевдоожиженного слоя относительно небольшой высоты. Обычно применяют газораспределительные устройства двух типов провальные и беспровальные. [c.474]

Гвоздев В. Д., Сальников А. А., Фомичев А. Г. и др. Расчет и конструирование аппаратов с псевдоожиженным слоем зернистого материала. Газораспределительные решетки. - Известия ВУЗов. Химия и химическая технология, 1963, № 2, с. 320-339. [c.388]

На работу аппаратов с псевдоожиженным слоем зернистого материала существенно влияет конструкция опорно-распределительной решетки, назначение которой состоит не только в удержании без провала через нее зернистого слоя до начала и после окончания работы аппарата в режиме псевдоожижения, но и в равномерном распределении потока жидкости или газа по сечению аппарата. [c.126]

В аппаратах с псевдоожиженным слоем зернистого материала, имеющих малый диаметр, в результате быстрой коалесценции газовых пузырей в слое над газораспределительным устройством размер газового пузыря достигает диаметра аппарата и наблюдается поршневой режим псевдоожижения. Поскольку расчет про-. мышленных аппаратов с псевдоожиженным слоем обычно основывается на результатах исследований, проводимых на лабораторных установках, имеющих малый диаметр, анализ поршневого режима. нсевдоожижения весьма важен. Поэтому в данной главе будет также дан теоретический анализ движения газовой пробки в псевдоожиженном слое. [c.120]

Первоначальная высота неподвижного слоя. При первичном псевдоожижении слоя зернистого материала он начинает расширяться еще до достижения той минимальной скорости, при которой начинается кипение слоя. Это обстоятельство объясняется возможностью формирования неподвижных слоев с различной упаковкой твердых частиц с наименьшим объемом (наиболее плотная упаковка) и с максимально возможным объемом (наименее плотная упаковка) 156]. Слой частиц получается наиболее плотным, если при загрузке в аппарат материал подавался с большой высоты, а затем уплотнял- [c.37]

В современной химической технологии широко используется тепло- и массообмен в условиях интенсивного перемешивания (технологические процессы в аппаратах с псевдоожиженным слоем зернистого материала, в барботажных аппаратах, в химических реакторах с перемешиванием двух- и трехфазных систем и т. д.). К особенностям рассматриваемого класса процессов следует отнести стохастический характер движения фаз и интенсивные гидромеханические флуктуации различных типов. По сути дела основой функционирования аппаратов, применяемых для проведения таких процессов, является использование многофазной турбулентности для интенсификации тепло- и массообмена. [c.136]

Адсорбционные процессы в аппаратах со взвешенными слоями адсорбента. Метод основан на взаимодействии восходящих потоков газов или жидкостей с твердыми зернистыми материалами, в результате которого последние переходят в состояние псевдоожижения. Слой зернистого материала становится при этом легкоподвижным, текучим . Чаще всего такой слой называют взвешенным или кипящим. Свойство текучести твердой (зернистой) фазы во взвешенном состоянии позволяет адсорбенту свободно перемещаться как в продольном, так и в поперечном сечениях аппарата. Одним из основных преимуществ этого метода является возможность проведения процесса при скоростях газового потока, значительно превышающих скорости в аппаратах с неподвижным и с движущимся слоями адсорбента. Скорость газового потока в свободном сечении аппарата может достигать 1,5—2 м/сек в зависимости от типа и зернения адсорбента. Кроме того, во взвешенном слое создаются благоприятные условия для обтекания гранул адсорбента газовым потоком, в связи с чем обеспечивается хороший контакт между твердой и газовой фазами. [c.30]

При скорости IVо потока ниже некоторого критического значения (скорости псевдоожижения) слой зернистого материала (рис. 6-16, а) находится в неподвижном состоянии, его гидравлическое сопротивление увеличивается (линия ЛВС на рис. 6-16, г), а порозность е и высота Н практически неизменны (линия AB на рис. 6-16, д). Закономерности движения потока для этого случая были рассмотрены выше. По достижении некоторой критической скорости Wpg, соответствующей точке С на рис. 6-16, г, д, гидравлическое сопротивление зернистого слоя становится равным его весу отнесенному к площади сечения S аппарата, т.е. [c.123]

Один из методов изучения вертикального перемещения твердых частиц заключался в том, что в аппарат загружали последовательно два слоя зернистого материала, идентичных по своим свойствам в аспекте псевдоожижения, но отличающихся, например, цветом. Затем в течение некоторого периода времени слои псевдоожижали, и после прекращения подачи газа оценивали перенос твердых частиц через первоначальную поверхность раздела слоев. [c.279]

Теплоотдача от стенки аппарата к псевдоожиженному (кипящему] слою зернистого материала [c.124]

Еще одним наглядным примером достижений науки о процессах и аппаратах является создание за последние годы высокопроизводительной аппаратуры с псевдоожиженным (кипящим) слоем зернистого материала, позволяющей интенсифицировать не только процессы адсорбции, но и ряд других гетерогенных процессов (сушка, кристаллизация и др.). [c.12]

Примером аппарата, условия в котором близки к идеальному смешению, является сосуд с интенсивно работающей мешалкой, через который непрерывно движется маловязкая жидкость при небольшом ее расходе. Близко к идеальному смешению и движение твердой фазы в кипящем слое зернистого материала при однородном псевдоожижении. [c.121]

Теплообмен между движущимся теплоносителем и неподвижным слоем зернистого материала (или насадки), а также теплоносителем и псевдоожиженным, или кипящим, слоем твердых частиц имеет большое практическое значение, так как в подобных гидродинамических условиях (см. главу П) протекают многие контактно-каталитические и другие процессы химической технологии. При проведении процессов в кипящем слое удается значительно увеличить количество передаваемого в единицу времени тепла, т. е. тепловую нагрузку аппаратов. [c.293]

Если не имеется препятствий расширению слоя (зернистый материал свободно покоится на газопроницаемой подложке, а сплошная фаза подается снизу), то при определенной скорости движения среды, называемой критической м кр (точка В), когда силовое воздействие сплошной среды превысит вес частицы, последние приобретают подвижность и начинают перемещаться относительно друг друга, образуя взвешенный слой (участок ВС, рис. 6.9.6.1). Частицы твердой фазы во взвешенном слое хаотически движутся, вращаясь и соударяясь. Общий объем слоя увеличивается, увеличивается его пористость. Взвешенный слой твердых частиц назьшается также псевдоожиженным или кипящим, поскольку он, подобно жидкости, обладает текучестью. В момент начала псевдоожижения — в точке В — наблюдается пик перепада давления, что связано, в основном, с преодолением сил грения слоя частиц о стенку аппарата и в меньшей степени — сцеплением частиц друг с другом, перераспределением энергии газовых струй из отверстий решетки. Всплеск перепада давления для неуплотненных материалов в среднем составляет 5-10 % от Ар. При уменьшении скорости сплошной среды и обратном переходе слоя в неподвижное состояние пик перепада давления отсутствует (пунктир [c.578]

Величина пика давления Аяо, наблюдающегося при переходе СЛОЯ зернистого материала в псевдоожиженное состояние, зависит ОТ формы и состояния поверхности частиц твердого материала, плотности их упаковки в неподвижном слое и конфигурации последнего. При псевдоожижении хорошо сыпучих, исслеживающихся материалов в аппаратах постоянного поперечного сечения зна-тение Ало, как правило, невелико и обычно не превышает 5—1,5% [c.66]

В ряде случаев наличие слоя зернистого материала может привести, наоборот, к увеличению сопротивления решетки в результате частичного ее закупоривания псевдоожижаемым материалом или пылью, образующейся вследствие эрозии. С течением времени гидравлическое сопротивление решеток часто изменяется (рис. 11-14). Кроме того, для псевдоожиженного слоя характерно существование малоподвижных (застойных) зон зернистого материала, возникающих не только из-за неудачной конструки.ии аппарата. Дело в том, чго на практике в ядре псевдоожиженного слоя часто наблюдаются восходящие токи с пониженной концентрацией твердой фазы, а на периферии слоя — нисходящие токи с концентрацией. [c.73]

Способ загрузки зернистого материала в псевдоожиженный слой при непрерывном процессе и переток этого материала из секции в секцию в многоступенчатом аппарате оказывают существенное влияние на качество псевдоожижения. Подача зернистого материала может производиться как в верхние, так и в нижние сечения слоя. [c.587]

Коэффициент теплоотдачи между псевдоожиженным слоем и стенкой, мало зависящий от свойств газа, оценивается величинами порядка десятков и сотен кал (м ч град). Это обстоятельство может быть использовано при необходимости интенсификации теплообмена между потоком газа и стенкой в теплообменных аппаратах, предназначенных для нагрева или охлаждения газа, газовый поток, пропущенный через слой зернистого материала при скорости псевдоожижения последнего, дает возможность увеличить значение коэффициента теплоотдачи со стороны газа по крайней мере на один порядок. При выборе такого способа интенсификации теплообмена следует учитывать унос частиц твердой фазы потоком газа и необходимость установки соответствующей аппаратуры (см. стр. 427). [c.263]

При нахождении характеристик основных промышленных реакторов — трубчатых, с неподвижным и с псевдоожиженным слоем зернистого материала только для аппаратов первых двух типов нужно принимать во внимание неизотермичность протекающих в них процессов. Наилучшей моделью, позволяющей описать движение потоков в указанных реакторах, является модель вытеснения с продольной и радиальной диффузией вещества и тепла. Различные частные диффузионные модели, которые могут быть применены в данном случае, разработаны и проанализированы Бишофом и Левеншпилем Они вывели также общее выражение для связи продольной и осевой диффузии вещества в трубчатых аппаратах и в реакторах с неподвижным слоем зернистого материала. Вопросы соотношения радиальной и продольной диффузии тепла в зернистом слое изучали Яги Куни и Смит . Некоторые общие вопросы указанной проблемы рассмотрены Фроментом [c.276]

Пример [24]. Расположенная в аппарате с псевдоожиженным слоем зернистого материала труба подвергается абразивному пзнашиванию со средней постоянной скоростью МЛу = = 2 мм/год. [c.56]

Очень валяную роль в аппаратах с псевдоожиженным слоем зернистого материала играет конструкция опорно-распределительной решетки. К последней предъявляется ряд серьезных требований равномерное распределение ожижа-ющего потока по сечению аппарата и исключение образования застойных зон в слое предотвращение провала твердых частиц при внезапном уменьшении скорости потока минимальное гидравлическое сопротивление простота конструкции и легкость эксплуатации. Так как эти требования практически несовместимы, то предложено много конструкций решеток, приспособленных к отдельным технологическим процессам. [c.81]

Псевдоожижеиный слой адсорбента, В псевдоожиженном слое зернистый материал интенсивно перемешивается, поэтому все зерна адсорбента практически одинаково насыщены адсорбтивом в любой момент времени во всем объеме слоя. При этом, как обычно, постулируют, что газовый (или жидкостный) поток движется через слой адсорбента в режиме идеального вытеснения, и распределение концентраций адсорбтива носит экспоненциальный характер. При этом выходная концентрация адсорбтива в газовой смеси близка к равновесной над адсорбентом. Если линейная скорость смеси в сечении пустого аппарата равна ш, то для слоя высотой Я справедливо следующее уравнение материального баланса (1 — Н = хю (с — Ср), откуда находим время защитного действия [c.629]

Важную роль в аппаратах с псевдоожиженным слоем зернистого материала ифает конструкция опорно-распределительной решетки, к которой предъявляют ряд требований по равномерности распределения потока газа (жидкости) по сечению аппарата и исключению застойных зон в слое по предотвращению провала твердых частиц при внезапном уменьшении скорости потока по минимальности гидравлического сопротивления по простоте конструкции и удобству в эксплуатации. [c.395]

В химической технологии широкое применение находит использование аппаратов с последовательным секционированием псевдоожиженного слоя зернистого материала. Поэтому необходимость расчета пылевидного продукта, образующегося в мпогосекционном аппарате, не вызывает сомнения. [c.65]

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 сво-боднсге сечение аппарата) обозначим С/,., Если теперь постепенно уменьшать расход газа, то при достижении некоторой критической скорости часть элементов начнет переходить от рабочего [c.687]

Механизм псевдоожижения заключается в следующем. При подаче вертикального восходящего потока псевдоожижающего агента (газа или жидкости) через слой зернистого материала, лежащий на перфорированной решетке аппарата, на его частицы действуют аэродинамические силы. При малых скоростях слой остается неподвижным, с увеличением скорости отдельные частицы начинают двигаться одна относительно другой, и слой расширяется. При более высокой скорости потока достигается состояние, когда почти все частицы совершают сложное относительное движение, слой переходит во взвешенное (псевдоожиженное) состояние. Началу псевдоожижения соответствует равенство сил гидродинамического сопротивления слоя весу всех его частиц. В действительности требуется еще учитывать силы сцепления между частицами. Началу псевдоожижения соответствует некоторая скорость при которой преодолеваются силы сцепления и перепад давления становится равным весу частиц, приходящемуся на единицу поперечного сечения слоя. Зависимости перепада давления на высоте слоя с учетом архимедовых сил имеют следующий вид [c.119]

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]

С момента перехода свободно лежащего неподвижного плотного слоя зернистого материала в псевдоожиженное состояние гидравлическое сопротивление слоя (или перепад давления Дрсл в потоке, проходящем через псевдоожи-женный слой) в аппаратах постоянного поперечного сечения и большого диаметра практически становится постоянным, не зависящим от расхода жидкости (газа). Прн неизменном числе твердых частиц в слое Дрсп определяется по формуле [c.448]

Рассмотренный пример объясняет как явление поршнеобразования, так и скачок сопротивления при псевдоожижении слоя зернистых материалов. Последнее однозначно определяется трением материала о стенки аппарата. [c.202]

На рис. 6.6.1.6 приведена схема наиболее сложного аппарата, в котором зернистый материал может находиться в различных состояниях (плотный слой, псев-доожиженный слой, газодисперсный поток), типичных для указанных выше процессов. В данной конструкции осуществляется замкнутая циркуляция зернистого материала. По опускной трубе 5 материал попадает в псевдоожиженный слой 3, откуда распределяется по пневмотранспортным трубам 6. На уровне газоподающих отверстий 4 восходящий псевдоожиженный слой переходит в газодисперсный поток, который интенсифицирует теплообмен в пневмотранс-портных трубах, количество которых определяется теплопередающей поверхностью. Регулировка циркуляционного расхода осуществляется вертикальным перемещением конуса 11. [c.475]

Как было отмечено в главе IV, в тех случаях, когда угол раствора диффузора превышает 15—20°, в конических и коническо-цилиндрических аппаратах псевдоожижение может происходить не по всему сечению, а лишь на площади центрального ядра. Диаметр псевдоожиженного ядра растет с увеличением высоты конической части аппарата, но при больших углах раствора конуса все же не достигает размера его большого основания. В цилиндрической части аппарата продолжается рост диаметра кипящего ядра до некоторой предельной величины, отличающейся от диаметра цилиндра на толщину малоподвижного сползающего слоя зернистого материала. [c.585]

Если сквозь слой зернистого материала снизу вверх пропускать газ, то, как показывает опыт, поведение частиц материала, образующего слой, будет зависеть от скорости газа. При малых скоростях слой остается неподвижным, и с увеличением скорости газа происходит только повышение гидравлического согрэтивления слоя. По достижении определенной скорости, называемой критической, слой расширяется, становится более пористым, и сопротивление его делается практически постоянным, независимым от скорости газа. Газ, разъединяя и обволакивая частицы материала, уменьшает трение между ними. Слой приобретает свойства жидкости — ее текучесть и подвижность уровень слоя располагается по горизонтали. Это явление носит название псевдоожижения сыпучего материала и сохраняется в значительном диапазоне скоростей газа. При дальнейшем увеличении скорости газа и доведении — ее до так называемой скорости выноса начинается унос сначала мелких фракций материала, а затем весь материал слоя увлекается потоком газа и уносится из аппарата. [c.590]

Химические реакторы, в которых одна из фаз находится в твердом состоянии, используют в промышленности значительно реже, чем реакторы других типов. Кусковой или зернистый твердый материал имеет ограниченную поверхность контакта с газообразной или жидкой фазой, слои из таких материалов плохо проводят тепло, пергме-шивание очень затруднено. Все это вызывает необходимость использования специальных устройств для перемешивания частиц или кусков твердого материала внутри реактора. Наиболее удачно эта задача решается при использовании аппаратов с псевдоожиженным слоем дисперсного материала. Типичным химическим реактором с твердой фазой, находящейся в псевдоожиженном слое, является печь обжига колчедана типа КС. [c.269]