Псевдоожиженный слой стенками

С переходом на кипящий слой задача отвода тепла, представляющая значительную трудность в реакторах с неподвижным слоем, упрощается ввиду высокого коэффициента теплообмена между слоем и стенкой охлаждающей рубашки. По данным различных исследователей при высоких давлениях эта величина составляет 100 ккал град) и более. Температуру в первой секции реактора с псевдоожиженным слоем (реакция синтеза аммиака) можно поднять до 535—545°С, если температура газа на входе не превышает 450°С. Для получения заданной степени превращения температуру в реакторе следует понижать, а тепловыделение использовать для подогрева свежего газа. По ориентировочным расчетам, производительность реактора синтеза аммиака можно повысить на 40—50% за счет приближения профиля температур к оптимальному. [c.354]

Хорошо известно, что режим идеального вытеснения недостаточное условие для пол> чения достоверных данных. Весьма важно, чтобы реактор был изотермичен, так как отклонения от изотермичности могут привести к большему искажению данных по кинетике основных реакций, чем эффекты неоднородностей потока. Для обеспечения изотермичности слоя катализатора используют различные приемы. В частности, одним из эффективных приемов является помещение реактора с катализатором в псевдоожижений слой нагретого песка [30]. В бане с псевдоожиженным слоем теплоносителя устанавливается равномерный тепловой режим, соответственно и в реакторе или системе последовательно соединенных реакторов по всей высоте слоя обеспечивается изотермичность. Температура реактора зау меряется термопарой, прикрепленной к наружной стенке. Указанный способ подвода тепла имеет определенные трудности ввиду необходимости поддержания теплоносителя в псевдоожиженном состоянии длительное время. Однако он является наиболее рациональным, так как отпадает необходимость загрузки в реакторы инертной насадки для фиксации слоя катализатора в зоне равномерного температурного поля, как это делается обычно в реакторах с подводом тепла через стенку от электронагревательной спирали (см. рис. 3.15). В показанном на этом рисунке типе реактора изотермичность обеспечивается в ограниченной зоне ввиду больших теплопотерь через верхний и нижний фланцы. Реактор такого типа обычно используется при проведении экспериментов с большой глубиной превращения в длительных опытах. Недостатком такого типа реактора является ухудшение показателей по селективности катализатора из-за протекающих реакций термодеструк-цни в зоне инертной насадки над входной зоной катализатора. Этот реактор также может быть приспособлен для проведения опытов с малой степенью преврашения, т. е. при высоких значениях объемной скорости подачи сырья [35]. Суть такого приспособления заключается в том, что внутрь пустого реактора помещается [c.91]

Коэффициент теплоотдачи к стенке в псевдоожиженном слое. [c.272]

Рис. 111-16. Теплоотдача к периферийным стенкам аппарата от псевдоожиженного слоя по данным различных авторов [опыты при низких значениях (1—е)

Глубину превращения сырья изменяли в широких пределах— от 14 до 80%. В соответствии с глубиной превращения менялся и выход основных продуктов реакций — этилена и пропилена. Так, при 60%-ной глубине превращения на 100 молей сырья было получено этилена около 32 молей и пропилена около 20 молей. При 80%-ной глубине превращения суммарный выход этих углеводородов составил 47%. Процесс характеризуется высокой гибкостью. Коксообразование на стенках реактора практически не наблюдалось. По принципу работы указанный аппарат близок к аппаратам с псевдоожиженным слоем. Недостатком аппарата является необходимость передачи тепла к реакционной зоне через стенки реактора. [c.51]

Прохождение газа через кипящий слой не является равномерным. Часть газа проходит в виде больших пузырей. Использование результатов экспериментов, проведенных в неподвижном слое, для псевдоожиженного слоя связано с затруднениями, но возможно, если высота слоя относительно велика, диаметр мал, а поток равномерен. При небольших высотах слоя возникает циркуляция в центре слоя твердые частицы движутся вверх, а около стенок — вниз. Для слоя, диаметр которого достаточно велик, перемешивание может быть значительным. При течении, близком к равномерному, для вычисления числа Пекле можно пользоваться зависимостью вида >2 [c.47]

Псевдоожиженный слой, однако, обладает рядом недостатков. К ним следует отнести неравномерное перемешивание газа с твердыми частицами и возникновение больших газовых пузырей. Следствием неравномерного перемешивания может также быть образование каналов, по которым газ проходит вверх, не контактируя с катализатором. В псевдоожиженном слое может возникнуть чрезмерное истирание зерен из-за их соударения друг с другом и со стенками аппарата. [c.139]

Изолированные металлические пластины могут быть расположены на противоположных стенках аппарата с псевдоожиженным слоем, образуя электрический конденсатор, измеряющий электрическую емкость всего слоя в данном сечении аппарата. Это, в сущности, емкостный датчик, пластины которого раздвинуты на большое расстояние. Датчик такой конструкции может регистрировать только интегральный сигнал суммарно по всему объему между пластинами локальные возможности зонда существенно снижены. [c.126]

Пусть псевдоожиженный слой находится в прямоугольном аппарате с прозрачными стенками если толщина слоя мала по сравнению с шириной, то его можно рассматривать как двухмерный слой. Ширина и высота слоя в данном случае не играют роли толщина же должна быть в пределах 1—2 см. В таком аппарате слой представляет собой как бы продольный разрез любого трехмерного псевдоожиженного слоя, который необходимо моделировать. Были изучены типичные слои такой формы высотой 50 см, шириной 70 см и толщиной 1 см, а также высотой 3 м и шириной 60 см (фото 1У-3). Пузыри, образующиеся [c.126]

Как и в жидкости, двухмерные и трехмерные пузыри в псевдоожиженном слое по форме в точности не совпадают. Двухмерные пузыри редко бывают круглыми, чаще — эллиптическими с вертикальной осью, нередко вдвое превышающей горизонтальную. Кильватерная зона у двухмерного пузыря всегда меньше и может практически отсутствовать. Это опять-таки связано с псевдо-вязкими силами между частицами в двухмерном слое сопротивление движению пузыря создается в основном за счет влияния стенки. На фото 1У-6 и IV- сравниваются двухмерный и трехмерный пузыри, образующиеся в одном и том же материале. На фотоснимках двухмерных пузырей всегда видны твердые частицы внутри пузыря, но имеются весьма убедительные доказательства, что эти частицы. располагаются только на стенках пузыря в виде своего рода адсорбированной пленки. Кроме того, часто наблюдаются пальцы . [c.136]

Помимо влияния уменьшения размеров последнего в двухмерном аппарате на скорость подъема пузыря, вероятно, значительное влияние оказывает пристеночный эффект. Резкое сокращение относительного объема кильватерной зоны пузыря в двухмерном псевдоожиженном слое указывает на наличие другого источника сил, тормозящих пузырь. Таким источником могут быть только стенки аппарата, препятствующие интенсивному движению твердых частиц. Несмотря на сравнительную простоту измерения, фиксируемые скорости в двухмерных слоях отличаются гораздо большим разбросом, чем, например, на рис. 1У-9. Заметим, что скорость и относительный объем кильватерной зоны могут также заметно изменяться в результате вибрации. Все эти факторы сказываются на точности экспериментов. [c.142]

К псевдоожиженному слою вряд ли применима концепция прилипания . Поэтому значения То, найденные по методу Куэтта, характеризуют, видимо, не внутренние, а в основном внепшие свойства псевдоожиженной системы (так же как угол трения, напряжение сдвига и т. п.), отражая трение системы и стенок, но не внутреннее трение. — Прим. ред. [c.234]

Когда газ-трасер вводится в двухмерный псевдоожиженный слой через стенку аппарата, как показано на фото 1У-27, он движется вверх в виде тонкой струи без заметного расслаивания, по крайней мере до тех пор, пока не войдет в пузырь. Поскольку псевдоожиженный слой с барботажем пузырей выглядит как хаотическая и турбулентная система, в ранних работах не было обнаружено, что газ движется ламинарно обычно его считали полностью перемешанным. [c.158]

Фото ]У-2. Полусферический пузырь в псевдоожиженном слое около плоской стенки аппарата. [c.161]

Многие исследователи отмечали, что в псевдоожиженном слое с интенсивным барботажем пузырей или движением поршней наблюдается периодическое движение твердых частиц у стенок аппарата. В начале цикла отмечается равномерное движение частиц вверх, затем оно замедляется и прекращается, после чего частицы начинают двигаться в обратном направлении с возрастающей скоростью до наступления внезапной инверсии движения начинается новый цикл. На рис. У-11 сопоставлены результаты тщательных измерений скоростей твердых частиц в таком цикле [c.183]

Возникновение пульсаций в слое, механизм слияния мелких пузырей с крупными, влияние стенки и другие особенности поведения псевдоожиженных слоев также можно объяснить с помощью механизма сводообразования. [c.42]

Рис. У-14. Влияние стенки на подъем пузырей в псевдоожиженных слоях.

Поршневой режим псевдоожижения рассмотрен в гл. V. Пузыри, особенно в псевдоожиженных слоях малого сечения, могут быстро расти, достигая диаметра аппарата. Было установлено что стенки цилиндрического аппарата не влияют на скорость [c.274]

Гамильтон с соавт. полагают, что эффективные значения /ш, найденные в опытах по перемешиванию, слишком малы максимальное наблюдаемое значение близко к 2. При наличии циркуляции в газо-жидкостной системе относительный объем жидкости в кильватерной зоне пузыря превышает 2, так что с этой точка зрения псевдоожиженный слой подвержен циркуляции в незначительной мере . При исследовании двухмерных псевдоожиженных слоев тормозящее воздействие плоских стенок аппарата, вероятно, обусловливает уменьшение циркуляции. Предстоит еще выяснить, действительно ли это является особенностью двухмерного слоя в отличие от трехмерного. [c.309]

Представленный на рис. 2.21 десублиматор работает в режиме фонтанирования. Для охлаждения слоя используется змеевик 2. Через трубу о в десублиматор вводится исходная ПГС вместе с твердыми частицами. Скорость подачи ПГС регулируют таким образом, чтобы твердые частицы в зоне ядра поднимались чуть выше змеевика 2. Поднимающиеся частицы, достигнув некоторой высоты, перемещаются в кольцевую зону между ядром и стенкой аппарата. По мере роста частиц слоя (так как они обтекаются охлажденным газом и газ в зоне змеевика пересыщен) они под действием сил тяжести опускаются, одна их часть выводится из аппарата через разгрузочное устройство 4, другая часть подается шнеком на рецикл. Из существующей практики известно, что режим работы аппарата с фонтанирующим слоем более устойчив, чем режим работы аппарата с псевдоожиженным слоем. Поэтому привели выше лишь математическую модель процесса десублимации в аппарате фонтанирующего слоя. [c.240]

I. МАССООБМЕН МЕЖДУ ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ И ОГРАНИЧИВАЮЩЕЙ ЕГО СТЕНКОЙ ИЛИ ПОГРУЖЕННЫМ В НЕГО ПРЕДМЕТОМ [c.378]

Методика оценки упомянутых трудноопределимых величин и составления расчетного уравнения на основе выражения (Х,11) базируется на анализе движения газового пузыря (диаметром D , объемом Ув) с гидродинамическим следом (его объемная доля /и/) при этом учитывается сжимаемость непрерывной фазы вокруг пузыря. Пусть в псевдоожиженном слое сечением А газ движется со скоростью П при этом скорость его в непрерывной фазе составляет 17а, а скорость подъема пузыря (относительно стенок аппарата) — ыа- Расширение неоднородного псевдоожиженного слоя с учетом коэффициента сжимаемости непрерывной фазы Б < 1 может быть выражено как [c.426]

Экспериментальные данные в этих координатах хорошо совпадают с кривой Рэлея (рис. ХТ-12), что свидетельствует об аналогии псевдоожиженного слоя и ньютоновских жидкостей. Аналогия в движении мелких шаров в капельной жидкости и псевдоожиженном слое отмечается и в других работах , в случае крупных шаров проявляется влияние стенок сосуда. При [c.491]

Поверхность крупного вертикального стержня, не охватываемого газовым пузырем, оказывает на слой такое же воздействие, как и стенки аппарата, ограничивающие слой. Так, пучок крупных цилиндрических вставок делит псевдоожиженный слой на ряд параллельных секций. [c.532]

Измерения сопротивления потока показали , что стенки полости менее устойчивы, чем ее крыша, Если скорость газа через крышу полости будет недостаточно высока и единичные частицы начнут падать вниз, то частицы над ними определенно потеряют устойчивость и произойдет обрушение крыши. Такое поршнеобразное обрушение вызовет уменьшение объема полости, что приведет к восстановлению скорости на поверхности раздела, несмотря на отделение полости от струи газа из отверстия решетки. Частицы, обтекающие полость и движущиеся к ее основанию, также стремятся сжать газ и, замещая его, вытеснить через крышу полости. Это легко может быть продемонстрировано, если внести пузырь в слой непсевдоожиженного зернистого материала по мере подъема пузыря наблюдается сокращение его объема. В псевдоожиженном слое, где частицы в непрерывной фазе, входящие в основание полости, сами пронизываются потоком со скоростью сокращения объема пузыря не происходит из пузыря уходит то же количество газа. [c.29]

Пузыри в псевдоожиженном слое во многих отношениях очень похожи на большие газовые пузыри в капельной жидкости, хотя в деталях имеется существенная разница. Пузыри принимают определенную или предпочтительную форму, которая изменяется от неглубокой чаши со сферической лобовой частью до почти полной сферы. Форма пузыря, как и в капельных жидкостях, сильно искажается вблизи стенок аппарата и разных деталей внутри слоя, а также в процессе разрушения и коалесценции пузырей. Последние почти не содержат твердых частиц, за исклю-чениел пальцев , спускающихся с крыши пузыря и частиц из кильватерной зоны в его основании. [c.133]

Соответствие приближенное. В рассматриваемом случае скорость газа, выталкиваемого вверх падающими частицами, будет меньше относительно стенок трубы, чем при псевдоошижении (скорости газа относительно частиц нри одинаковой их концентрации должны быть одинаковыми в обеих спстемах). По этой причине на единице длины трубы в системе с падающими частицами газ встретится с большим их числом, нежели в псевдоожиженном слое. Следовательно, потеря напора на единицу длины трубы здесь будет выше, чем при псевдоожижении. — Прим. ред. [c.21]

Псевдоожиженный слой образуется при увеличении скорости восходящего потока ожижающего агента через неподвижный слой. Следовательно, можно предположить, что при скорости начала псевдоожижения к псевдоож иже иному слою применимы закономерности, справедливые для неподвижного. Если же слой расширился до порозности, близкой к единице, и состоит преимущественно из одиночных изолированных частиц, взвешенных в потоке ожижающего агента, то любая зависимость для псевдоожиженного слоя при экстраполировании должна оказаться применимой к одиночной частице. В промежуточных условиях однородный псевдоожиженный слой по своим гидродинамическим свойствам в известной степени подобен отстаивающейся суспензии. При этом в однородном псевдоожиженном слое частицы в целом не перемещаются относительно стенок аппарата, они поддерживаются восходящим потоком ожижающего агента. В оседающей суспензии твердые частицы непрерывно движутся вниз, а движение жидкости обусловлено ее вытеснением оседающими твердыми частицами. Можно предположить, что зависимости скорость — пороаность для оседающей суспензии и однородного псевдоожиженного слоя окажутся сходными. [c.38]

Гораздо большие деформации наблюдаются при сближении пузырей друг с другом, со стенками аппарата или поверхностями деталей внутри слоя. В этом отношении пузыри ведут себя в псевдоожиженном слое примерно так же, как в капельной жидкости. Невозможно исчерпываюш е описать искажения, вызываемые стенками аппарата или деталями внутри слоя, но, в основном, их обычно можно представить по аналогии с пузырями в капельной жидкости. [c.135]

В перво11 приближении можно считать, что пузырь в псевдоожиженном слое является круглым (сферой или цилиндром), и если это единичный пузырь, удаленный от стенок аппарата, то известны функции тока, характеризующие связанное с ним движение твердых частиц и газа. Поток твердых частиц при обтекании сферы описывается уравнением [c.160]

Движение псевдоожиженных твердых частиц может происходить через отверстия в стенках аппарата или по вертикальным трубам, связывающим его с рядом стоящими аппаратами. В зависимости от того, происходит ли истечение из отверстий в свободное пространство или в другие псевдоожиженные слои, говорят о свободном или затопленном истечении. Во втором случае два соседних слоя могут находиться в общем сосуде частицы и газ будут перераспределяться между слоями в соответствии с перепадом давлений, устанавливающимся в зависимости от высоты слоев по разные стороны разделяющей перегородки. При движении плотной фазы твердых частиц по вертикальным трубам, связанным с аппаратами для псевдоожижения, мы имеем дело с движущимися псевдоожиженными системами их результирующая скорость относительно стенок сосуда отлична от нуля, а перепад давления — постоянен. Примеры движения псевдоожиженной плотной фазы через отверстия или по вертикальным трубам легко найти в нефтеперерабатывающей промыш.ген-ности циркуляция катализатора между реактором и регенераторо.ч в установках каталитического крекинга. [c.568]

Не исключено, однако, что в слое болеё крупных частиц длина газовых пробок будет превышать среднюю величину, главным образом, из-за перемещения некоторых пробок вверх асимметрично (вдоль стенки аппарата) со скоростью, превышающей вычисленную по уравнению (У,11). Это было особенно заметно в псевдоожиженном слое квадратного сечения 0,61 X 0,61 м. В то же время газовые пробки вблизи газораспределительного устройства бывают меньше и расположены они ближе друг к другу, нежели полностью развитые пробки. Это позволяет предполагать, что уравнение (У,33) пригодно для достаточно точной оценки средней длицы газовых пробок в случае не очень мелких частиц dp -<60—80 мкм). При малом диаметре слоя (25 мм) наблюдаются газовые пробки значительно большей длины, по-видимому, из-за образования мостиков между ними [c.199]

Теплоотдача от внутренних теплообменных элементов к фонтанирующему слою происходит в более благоприятных условиях, чем от ограничивающей слой стенки. Можно ожидать, что в зоне фонтана коэффициенты теплоотдачи будут близки к получаемым в псевдоожиженном слое, в а кольцевых тонах они даже могут быть несколгько выше, чем от стенки, вследствие турбулентности воздушного потока, вызванной теплообменпой поверхностью. Эти предположения подтверждаются результатами исследований Забродского и Михайлика использовавших небольшой электронагреватель (диаметром 4,2 мм, длиной 35 мм) в качестве зонда для изучения полей коэффициентов теплоотдачи . Температуру поверхности нагрева поддерживали постоянной (70 °С), а по количеству подведенной электроэнергии определяли тепловой поток. [c.644]

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]

Рис. 1Х-1. Зависимости 31-Зс от Не в явлениях переноса между псевдоожиженным слоем и вертикальной стенкой, кривых — номера литературных источников. Данные Фриденберга относятся теплообмену, данные Тоенса получены для неподвижного слоя.

Рассматриваемое отношение обычно значительно больше единицы, что можно объяснить следующим образом. Поперечный перенос количества движения (бомбардировка стенки твердыми частицами) настолько интенсивен, что Нристеночная пограничная пленка в псевдоожиженном слое гораздо тоньше теоретически рассчитанной. Многими авторами было показано, что в предельном случае, когда число твердых частиц у стенки невелико, значение KQw становится равным К ва,. Это, однако, возможно в условиях, близких к пневматическому (или гидравлическому) транспорту (е 1 1 — е (ИАЬ) . Следовательно, модель расширенного слоя, не учитывающая движения частиц, может найти очень ограниченное применение в расчетах скорости переноса к стенкам или к каким-либо телам в псевдоожиженном слое. [c.384]

Две аналогичные модификации конструкции регенератора предложены в патенте [229] регенератор также разделен перегородкой на две зоны. Отходящий газ с вынесенным катализатором выходит из плотного псевдоожижениого слоя в зону разреженной фазы катализатора через отверстие в центре перегородки, к которому по трубке подводится воздух для дожига СО в Oj. Далее катализатор, в основном отделившись от потока газов за счет различия в скоростях, ссьшается через отверстие у стенки аппарата и поступает в псевдоожиженный слой. Обмен катализатором между верхней и нижней зонами регенератора может составить от 30 до 300% обмена катализатором между реактором и регенератором В соответствии со вторым вариантом в верхней зоне регенератора расположены верхняя и нижняя перегородки, которые обеспечивают более четкий контакт катализатора с газами и потоков катализатора между собой. Унесенный катализатор попадает вначале на верхнюю перегородку, затем ссьшается на нижнюю, наклоненную к центру аппарата, получая дополнительное тепло от потока газов. [c.130]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология