Псевдоожиженный слой застойные зоны

Рис. П-1. Характерные кривые псевдоожижения а — идеальная б — отражающая влияние сцепления твердых частиц на перепад давления в — при наличии застойных зон в слое.

Расчет каталитического процесса требует знания кинетики химического превращения, не осложненного процессами переноса тепла и вещества. Проточно-циркуляционный метод изучения кинетики является наилучшим для достижения этой цели. Проскок пузырей при исследовании этим методом кинетики в псевдоожиженном слое никак не может повлиять на точность кинетического уравнения. Кратность циркуляции в системе настолько высока, что любая молекула практически находится в контакте с катализатором одинаковое время. Однако наличие застойной зоны в лабораторном реакторе может привести к заниженным значениям константы скорости, поскольку в этой зоне катализатор не перемешивается и по существу представляет собой зерно большого размера. [c.351]

Присутствие неподвижного зернистого материала у распределительной решетки в крупных системах чаще всего является непреднамеренным это, например, накопление на решетке крупных комков материала, попадающихся в перерабатываемом сырье (в конечном счете, они могут вызвать прекращение псевдоожижения на больших участках слоя), образование агрегатов и выпадение их на решетку по мере увеличения размеров периодическое обрушение скоплений частиц, отлагающихся на деталях питателей. Во многих слоях застойные зоны возникают между элементами решетки, расположенными на большом расстоянии друг от друга, или между периферийным рядом элементов и стенками аппарата. [c.706]

Следует специально оговорить, что высота и диаметр слоя могут оказывать влияние и на истинные (не эффективные ) значения коэффициента теплоотдачи, если рассматривать влияние этих факторов на качество псевдоожижения, размеры застойных зон, величину входного эффекта и т. д. В этом аспекте интенсивность теплообмена должна существенно зависеть от конструкции газораспределительного устройства. [c.238]

В настоящее время накоплена обширная информация, особенно по влиянию горизонтальных и вертикальных труб на состояние псевдоожиженных систем. На основании этой информации могут быть сделаны некоторые выводы о влиянии сочетаний подобных вставок. Поверхности, размещенные горизонтально или вертикально, редко могут рассчитывать на преимущества, так как способствуют образованию каналов под поверхностью и застойных зон твердого материала над ней. Оба явления препятствуют эффективному контакту газа с твердыми частицами и снижают интенсивность теплообмена слой — поверхность. [c.542]

Может быть предложено следующее качественное объяснение отмеченного несоответствия. При движении газовых пузырей через жидкость элементы последней попадают в гидродинамический след пузыря и могут перемещаться вверх со скоростями, близкими к скоростям подъема пузыря. Это явление может сопровождаться нисходящим движением жидкости за пределами гидродинамического следа пузыря. Такой характер движения должен наблюдаться в застойных зонах при отсутствии общего потока жидкости, а также в системах с малым расходом жидкости, если произведение средней скорости движения гидродинамического следа на его средний приведенный объем больше суммарного расхода жидкости . Можно полагать, что именно такой случай характерен для упомянутых выше слоев. Трасер, введенный ниже первой точки отбора проб, минует ее в гидродинамическом следе пузыря, поэтому измеренное время пребывания жидкости будет меньше среднего. Заметим, что такой механизм движения корреспондирует с причинами контракции при газожидкостном псевдоожижении (см. следующий раздел). [c.668]

Вопрос о связи сопротивления решетки и степени равномерности газораспределения анализировали Забродский (71 — в аспекте обнажения поверхности решетки, Гельперин, Айнштейн и Кваша [1] — в аспекте образования застойных зон в псевдоожиженном слое. — Прим. ред. [c.698]

Размеры застойных зон с полностью неподвижным материалом были определены при псевдоожижении песка 5.1 в аппарате с площадью сечения 0,4 м , снабженном решеткой из элементов типа 2, а и 2, б. В псевдоожиженный слой добавляли некоторое количество пигмента и через полторы минуты отключали подачу ожижающего газа. В результате все зоны с движущимся зернистым материалом получались окрашенными, а цвет застойных зон оставался без изменений. Для фиксации песка слой увлажняли водой и затем делали горизонтальные разрезы. [c.708]

В результате использования тормозящих элементов растет структурная однородность псевдоожиженного слоя, подавляются пульсации и вследствие этого ухудшается перемешивание частиц в объеме слоя. Одновременно увеличивается и возможность образования разного рода застойных зон. [c.244]

С увеличением давления горение интенсифицируется, температура начала устойчивого горения снижается, а максимальная температура в прирешеточной зоне возрастает. Так, в кипящем слое корундовых частиц 0,6—1,0 мм при числе псевдоожижения Ш = 2,5 и высоте исходного плотного слоя Но = 150 мм максимальная температура в зоне горения стехиометрической смеси составила 1070 1100 и 1190°С при давлениях, соответственно, 0,3 0,5 и 1,1 МПа и температуре ядра слоя во всех случаях, равной 900°С (она поддерживалась путем изменения количества циркулирующего через кипящий слой корунда) [1]. При этом максимальная температура наблюдалась на расстоянии, соответственно, 15 10 и <5 мм от плоскости специальной колпачковой решетки, а горение практически заканчивалось на высоте 80 50 и 30 мм. При давлениях 1,5—2 МПа и 1 2-ь2,5 температура у решетки на 300— 400°С превышала температуру в ядре слоя, что приводило к спеканию материала в застойных зонах. С увеличением числа псевдоожижения до 3,5—5 застойные зоны исчезали и спекание не наблюдалось. [c.196]

Вследствие движения частиц слой приобретает текучесть, что оказывается существенным при перемещении материала из одного аппарата в другой и при поддержании постоянной высоты псевдоожиженного слоя. Отсутствие застойных газовых зон вблизи точек контакта частиц приводит к более полному раскрытию суммарной поверхности частиц при их псевдоожижении. [c.57]

Часто в адсорбционной технике расход, начальная и конечная концентрация для газовой фазы бывают заданы расход твердой фазы выбирается в зависимости от желаемой средней степени отработки сорбента на выходе из аппарата к. Если далее из независимых гидравлических соображении (отсутствие проскока газовых пузырей, застойных зон и т. д.) определить оптимальную высоту псевдоожиженных слоев, то концентрация целевого компонента в газе-носителе под первым слоем может быть получена из совместного решения уравнения материального баланса и соотношения (4.151) [c.220]

При работе с высоким слоем средние значения параметров сушильного агента должны определяться как среднеинтегральные величины. Кинетические данные, полученные в высоком псевдоожиженном слое, интегрально учтут влияние на кинетику эффектов неравномерности перемешивания фаз, образования застойных зон, проскока сушильного агента, характерных для слоя реальной высоты. [c.270]

Кроме того, активный гидродинамический режим обеспечивается в аппаратах расширяющегося по высоте сечения (фонтанирующие и вихревые слои), что особенно важно при высушивании материалов, когда в аппарате появляются частицы с увлажненной поверхностью — при высушивании растворов и суспензий, а также высоковлажных зернистых материалов, когда частицы легко слипаются между собой, прилипают к стенкам аппарата п к решетке. Псевдоожижение волокнистых материалов не может быть осуществлено в аппаратах кипящего слоя, поэтому необходимо использование таких режимов, когда в отдельных зонах слоя достигается меньшая концентрация частиц, увеличиваются относительные скорости частиц, ликвидируются застойные зоны в прирешеточной части аппарата. Аппарат с фонтанирующим слоем показан на рис. 5.46, а. Он может быть использован главным образом для сушки растворов и паст. К недостаткам этих конструкций относится трудность масштабирования (аппарат, изобрал<енный на рис. 5.46, а, может иметь максимальный диаметр 1600 мм). [c.318]

Отдельной проблемой (она особо рассматривается в разд. 8.2, 8.7.2) является равномерность распределения потока ОА по поперечному сечению слоя. При сильной неравномерности возможно падение скорости потока в некоторых зонах слоя ниже И о тогда здесь псевдоожижение прекращается, появляются застойные зоны, нарущается нормальное течение технологического процесса. Для предотвращения застойных зон повышают гидравлическое сопротивление распределительной решетки (путем уменьшения живого сечения решетки или повышения средней [c.226]

Пусть в тонком псевдоожиженном слое частицы полностью доступны контакту с газом (застойные зоны отсутствуют). Малые размеры частиц и не слишком малая их теплопроводность позволяют считать теплообмен с ними безградиентным. Псев-доожиженные частицы находятся в состоянии очень интенсивного движения — практически слой можно считать системой идеального перемешивания поэтому температура частиц по всему объему слоя одинакова и равна температуре на выходе их из аппарата 9". Примем, что газ движется в режиме ИВ — это близко к реальности, если частицы не обладают заметными адсорбционными свойствами по отношению к газу. [c.584]

Поток с застойной зоной зернистого материала может возникнуть в ПС при скоростях ожижающего агента, близких к скорости начала псевдоожижения и о. Из-за неравномерного газораспределения в слое возникает зона (на рис. 8.22, а — заштрихована), плохо доступная газовому потоку. Скорость газа в ней ниже и о, так что частицы здесь неподвижны (или малоподвижны) обмен частицами между застойной зоной и остальным слоем затруднен. В аспекте структуры потока твердого материала (ТМ), непрерывно вводимого в аппарат и выводимого из него, в рассматриваемой ситуации на ИП псевдоожиженного ТМ в основной области слоя наложено существование застойной зоны со слабым перемешиванием твердых частиц. Такая модель будет характеризоваться двумя параметрами долей объема слоя, запетого застойной зоной, и скоростью обмена твердыми частицами между этой зоной и основньш потоком ТМ. [c.641]

Одна из более сложных моделей предполагает кроме конвективного и диффузионного переносов фазы наличие в объеме псевдоожил<енного слоя застойных зон, которые занимают долю 7з общего объема слоя и обмениваются с основным объемом слоя материалом с интенсивностью рз- Материальный баланс по количеству влаги в материале приводит [60] к системе уравнений, описывающих функции распределения для основного объема псевдоожиженного слоя (р) и для застойных зон (рз) [c.328]

Таким образом, в аппаратах, имеющих решетки с крупными отверстиями и работающих в режиме внутреннего фонтанирования, несмотря на образование у решетки застойных зон, в средней и верхней частях слоя обеспечивается удовлетворительное псевдоожижение и достаточно высокие и равномерные значения а. Простота, дешевизна и конструктивная надежность подобных решеток создают благоприятную перспективу их внедрения в технику псевдоожижения высокотемпературных слоев. [c.117]

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]

Вопросы распределения порозности по объему псевдоожиженного слоя рассматривались выше применительно к случаям, когда весь твердый материал находится во взвешенном состоянии. В реальных условиях из-за недостаточно равномерного распределения ожижающего агента некоторая доля твердого материала в слое не переходит в псевдоожиженное состояние, образуя неподвижные, (малоподвижные) застойные зоны. Эти зоны, как правило, не желательны, так как служат источниками нарушения нормального хода технологических процессов. Оценивая качество распределения потока ожижающего агента и характеризуя таким образом полноту псевдоожижения зернистого материала (следовательно, и среднестатистические, неизменные во времени, лекальные значения w, е, усл., Rut. д.), говорят о той или иной степени равномерности псевдоожижения. Наряду с этим вводится понятие об однородности псевдоожиженного состояния, характеризующей закономерность пульсационных колебаний определяющих параметров системы (е, усл., w,P,AP) в идеально однородном слое пульсации отсутствуют. [c.118]

Влияние высоты слоя на перепад давления при использовании перфорированных решеток [402] показано на рис. IV-17. Аналогичные результаты приведены в других работах [72]. Образованию застойных зон в псевдоожиженном слое может способствовать размещение в нем теплообменных элементов или других деталей (в особенности расположенных горизонтально) в результате их экранирующего действия [1П]. При правильном расположении [c.119]

В псевдоожиженном слое равновесная концентрация С может установиться лишь на поверхности частиц, расположенных у меж-фазовой границы (агрегат — поток ожижающего агента или газовый пузырь — непрерывная фаза). Внутри агрегата частиц можно предполагать застойную зону, куда (условно) не проникает ожижающий агент с рабочей концентрацией вещества С. По этой причине частицы внутри агрегата не принимают активного участия в массообмене (на их поверхности не устанавливается концентрация С ]. [c.283]

Существует мнение [17, 181], будто изменение локальных значений а в объеме слоя при развитом псевдоожижении не отражается на средних по объему слоя значениях сс, поскольку ухудшение гидродинамических условий в какой-либо точке слоя компенсируется их улучшением в другой точке. Это мнение представляется спорным, так как локальное ухудшение гидродинамической обстановки не обязательно должно приводить к улучшению этой обстановки в других зонах слоя. Можно представить себе такой экстремальный случай, когда вместо практически однородного слоя образуются каналы и застойные зоны, что, очевидно, будет сопровождаться резким падением среднего значения а. [c.321]

Отдельную группу образуют распределительные устройства для физических и механических процессов, на протекание которых образование застойных зон не оказывает определяющего влияния. Это — нанесение покрытий в псевдоожиженном слое на изделия, транспортировка сыпучих веществ и другие процессы. [c.497]

Неподвижные распределительные устройства отличаются относительной простотой изготовления, монтажа и обслуживания, что и обусловило их широкое применение. Преимущества подвижных устройств состоят в том, что они обеспечивают большую, по сравнению с неподвижными, равномерность псевдоожижения, сводят к минимуму, либо даже вовсе исключают, застойные зоны по периферии слоя и на самом распределительном устройстве, приводят к уменьшению расхода энергии на дутье, так как доля живого сечения подвижных решеток может быть значительно больше, чем у неподвижных. [c.498]

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]

При небольших линейных скоростях ожижающего агента (вблизи скорости начала псевдоожижения) и в случае неподвижных распределительных устройств серьезным препятствием нормальному ведению ряда технологических процессов является образование значительных застойных зон как на периферии слоя, так и на самой решетке. При увеличении числа [c.537]

Во-первых, в модели и образце должно быть обеспечено псевдоожижение без застойных зон неподвижного материала на распределительном и перераспреде-ллтелькых устройствах, а также у периферии слоя. Во -вторых, в модели и образце должна быть исключена возможность стационарного каналообразования, а образование крупных пузырей газа и частичное каналообразование сведено к минимуму. Наконец, в-третьих, необходимо подобие порозности в активной зоне / или активных зонах после каждого перераспределительного устройства/, поскольку именно в активной зоне в основном завершаются процессы массо- и теплообмена, а в ряде случаев и химические реакции. Поэто1лу, говоря о двух первых условиях подобия полей порозности, следует помнить, что эти условия реализуются, как правило, в весьма небольшой по размерам зоне у распределительного или перераспределительного устройства и что успех моделирования в значительной мере будет зависеть от равнозначности входных аффектов в модели и образце. [c.286]

При моделировании аппаратов кипящего и фонтанирующего слоя необходимым условием, кроме геометрического подобия и однозначности физических параметров на входе и на выходе из аппарата, является подобие полей порозности, а также температурных и концентрационных полей. В модели и образце должно быть обеспечено псевдоожижение без застойных зон материала, должно отсутствовать стационарное каналообразование [7]. При сушке растворов в безрецикловом режиме увеличение высоты слоя может привести к недопустимому дроблению материала в слое. [c.307]

Теплообменные устройства аппаратов с псевдоожиженным слоем изготовляют в виде змеевиков или [/-образных трубных пучков. Предпочтительно вертикальное расположенне теплообменных труб, так как за горизонтальными трубами образуются застойные зоны, что иногда бывает недопустимо. Расстояние между осями для горизонтальных труб должно быть больше 2 й, а для вертикальных — [c.179]

Наблюдения за характером потоков газа и твердых частиц в окрестностях горизонтальной трубы приобретают особое значение при изучении теплообмена между псевдоожиженным слоем и этим расположенным в нем твердым предметом. Подробно этот вопрос обсуждается в главе X здесь мы лишь затронем его дл выяснения некоторых свойств Ьставок в псевдоожиженных системах . Для интенсивного теплообмена требуется возможно частый контакт поверхности со свежими порциями твердых частиц из областей, удаленных от этой поверхности. Образование застойных зон твердых частиц вблизи горизонтальной трубы должно препятствовать интенсивному теплообмену Отсюда ясно, что теплообмен с каким-либо предметом зависит от его ориентации в псевдоожиженном слое. Это подтверждено экспериментально причем установлено что теплообмен с плоской плитой наиболее интенсивен при ее вертикальном расположении в слое (с наклонными плитами теплообмен менее интенсивен). [c.529]

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]

В больпганстве крупных систем между элементами решетки наблюдается непрерывный переход (вблизи распределительного устройства) от застойных зон к малоподвижным при непрерывном движении твердых частиц и полном псевдоожижении зернистого материала в самом слое. Как будет показано далее, действие раз личных факторов непосредственно связано с особенностям распределительного устройства и свойствами используемого зернистого материала. [c.707]

При изучении движения в слое с помощью импульсного ввода газа были обнаружены застойные зоны, примыкающие к трз -ным пучкам. Образования зон с относительно Малой иптенсив-постью движения твердых частиц в цилиндрических псевдоожиженных слоях можно избежать, если изъять из слоя перегородки или трубные пучки, работать со скоростями газа, превышающими и использовать соответствующий способ пуска аппарата. [c.711]

АРреш, обеспечивающей устранение неравномерности взвешивания катализатора. Конструкция решетки выбирается для каждого процесса, исходя пз температурных условий работы и требований равномерности псевдоожижения. Для расчета минимального гидравлического сопротивления решетки, при котором исключаются образования застойных зон и зон с повышенным выбросом материала, предложен ряд уравнений [5]. Для расчета промышленных аппаратов, использующих катализаторы, полученные на основе алюмосиликата (или других подобных материалов) фракции 0,5—2,5 мм, может быть использовано уравнение (1.36), проверенное для диапазона высот слоя до 250 мм при отношении Н <0,3. [c.262]

Сходство между жидкостью и слоем проявляется при помещении в него перемешиваюишх устройств. Закономерности макросмешения в псевдоожиженном слое твердых частиц и жидкости сопоставимы при барботаже газа. Однако аналогия с жидкостью наблюдается лишь при пропускании через зернистый слой достаточного для его псевдоожижения кол-ва газа. Напр., если газ вводят неравномерно по сечению слоя, возникают зоны, где частицы неподвижны. Такие неподвижные (застойные) зоны могут образовьшаться на разл. конструкц. элементах аппарата (на внутр. теплообменных устройствах и др.). В застойных зонах могут протекать нежелательные побочные процессы, возникать агломераты твердых частиц и т. д. Если в ходе хим.-технол. процесса частицы укрупняются, возможно прекращение П. [c.134]

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]

На практике наличие струйных или отрывных течений, застойных зон, циркуляции потока в аппарате, резких его поворотов при ударе о преграду, когда течение вырождается в интенсивный поток вдоль преграды, и другие причины вызьшают отличие действительной картины течения потоков от режима идеального вытеснения или смешения. Ни классическая ячеечная модель, ни диффузионная модель в этом случае не описьюают фактический режим течения обрабатьшаемой среды в аппарате. В то же время такие гидродинамические условия часто можно встретить в промышленных установках, например в аппаратах с мешалками или в аппаратах с псевдоожиженным слоем зернистых материалов. В этих случаях целесообразно рассматривать реальный аппарат как совокупность взаимосвязанных областей потока. [c.638]

В таком исевдоожил<енном слое будет особенно неравномерным распределение газа и материала около решетки. На решетке между отверстиями можно ожидать образование застойных зон материала в виде отдельных бугров. Образование подобных областей неподвижного состояния высокотемпературного слоя нельзя рассматривать как чисто отрицательное явление. Положительным эффектом будет защита газораспределительной решетки от перегрева выкотемпературным псевдоожиженным слоем. При этом, несмотря на образование у решетки внутренних закрытых фонтанов и застойных зон, можно ожидать удовлетворительное псевдоожижение материала в средней и в верхней зонах слоя, что представляет прак- [c.112]

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]

В реальных условиях вполне возможно полное псевдоожижение при у аф, а равенство т)о=1 не всегда гарантирует отсутствие в слое малоподвижных (застойных) зон. Таким образом, понятие гидростатический коэффициент полезного действия может быть, очевидно, использовано не во всех случаях и лищь для приближенной оценки полноты псевдоожижения. [c.122]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология