Неподвижный слой сравнение с псевдоожиженным

Сравнение уравнений потери напора для неподвижного и псевдоожиженного слоев позволяет сделать некоторую количественную оценку псевдоожиженного состояния. На рис. УП1-11 верхняя линия с наклоном т характеризует псевдоожиженное состояние, тогда как нижняя линия с наклоном т=—1 представляет экстраполяцию зависимости для неподвижного слоя на область начала псевдоожижения. Очевидно, что эти линии пересекутся в точке, соответствующей началу псевдоожижения (0 Массовая скорость находимая при помощи этой экстраполяции, есть только некоторая гипотетическая величина. Однако [c.264]

При повышенном содержании SO2 на входе в реактор (например, 11% SO2 и 10% О2) температура в первой секции составляет 550 °С, степень преврашения — 75%. В этом случае газ, входящий в первую секцию псевдоожиженного слоя, должен иметь температуру 325 °С, а при более высоком содержании SO2 — еще меньшую температуру. С другой стороны, температура газа, содержащего 7% SO2 и 11% О2 на входе в реактор с неподвижным слоем, должна составлять 440°С при большей концентрации SO2 и меньшей О2 температура должна повышаться. Отвод тепла из реакторов с псевдоожиженным слоем может осуществляться с помощью теплообменников, погруженных в слой и обладающих малой поверхностью ввиду высоких коэффициентов теплообмена. При охлаждении водой значения коэффициента теплообмена между водой и слоем могут достигать 100—200 ккал град), в то время как для неподвижного слоя эта величина составляет 5—9 ккал (м -ч-град). В реакторе с псевдоожиженным слоем можно использовать более мелкозернистый катализатор из зерен диаметром 0,75—1,5 мм он обладает намного большей поверхностью по сравнению с крупнозернистым катализатором в неподвижном слое, используемым на начальных и серединных ступенях всего на 30—50%. Помимо этого, в псевдоожиженном слое отсутствует спекание катализатора, которое в течение одного года увеличивает гидравлическое сопротивление в 2 раза. Необходимое количество катализатора уменьшается вследствие лучшего использования поверхности зерна и возможности поддержания температурного режима, близкого к оптимальному. [c.356]

Изучали поведение слоя глинозема, псевдоожиженного потоком фтора (разбавленного азотом) в просветах между цилиндрическими таблетками двуокиси урана (диаметром 13 мм и высотой 13 мм). При этом, по сравнению с обычным неподвижным слоем, были значительно улучшены тенлообменные свойства системы, [c.538]

Подобные оценки были в основном подготовлены в разделе П1.2. Некоторые уточнения должны быть внесены в связи с тем, что режим обтекания и внутреннего теплообмена в пакетах должен быть ближе к плотному зернистому слою с = 0,4. По сводным же данным Гельперина и Айнштейна при Re/e < 10 коэффициент внутреннего теплообмена в неподвижном слое начинает снижаться по сравнению с псевдоожиженным и при Re/e =0,1 STO снижение достигает почти целого порядка. При более же высоких значениях Re/e интенсивность тепло- и массообмена в ки-пяш,ем и неподвижном слоях одного и того же порядка. По приведенным в разделе II 1.2 оценкам для зерен с d = I мы время выравнивания температур между фазами с, в то [c.148]

При переходе слоя неподвижных твердых частиц в псевдоожиженное состояние наблюдается резкое повышение коэффициента теплоотдачи а (рис. IX-], а). Если в неподвижном слое этот коэффициент возрастает по сравнению с пустой трубой обычно в [c.297]

При использовании капельной жидкости в качестве ожижающего агента также наблюдается, хотя и в меньшей степени, возрастание коэффициента теплоотдачи примерно в 2,7 раза по сравнению с движением жидкости в пустой трубе [684, 742]. Между прочим, по данным, представленным на рис. 1Х-2, при псевдоожижении капельной жидкостью коэффициент теплоотдачи остается меньше (при той же скорости жидкости), чем в неподвижном слое зернистого материала. Это объясняется [173, 181] тем, что при высокой теплопроводности ожижающего агента (вода по меньшей мере на порядок более теплопроводна, чем воздух) частицы за [c.297]

Вследствие низкой теплоемкости газовой смеси по сравнению с теплотой, выделяющейся при реакции, в неподвижном слое катализатора трудно осуществить эффективное управление температурным нолем, необходима большая поверхность теплообмена, работа с высококонцентрированными смесями затруднена. Задача поддержания заданной температуры значительно упрощается при проведении процесса в псевдоожиженном слое, поскольку интенсивное перемешивание частиц, обладающих высокой теплоемкостью, исключает возможность появления горячих точек. [c.46]

В результате многочисленных исследований, начатых проф. П. Г. Романковым с сотрудниками, отмечен ряд преимуществ адсорбции во взвешенном слое по сравнению с адсорбцией в неподвижном слое. Сильное перемешивание твердых частиц интенсифицирует также процессы теплопередачи, и в псевдоожиженном слое происходит быстрое выравнивание температур, что устраняет опасность местных перегревов. Подобно жидкостям, твердые зернистые частицы в состоянии псевдоожижения становятся подвижными и могут легко транспортироваться по трубам. Это дает возможность осуществлять процесс непрерывно. Недостатком процесса проведения адсорбции в псевдоожиженном слое поглотителя является сильная истираемость частиц вследствие их интенсивного перемешивания. К применяемому поглотителю предъявляются повышенные требования в отношении механической прочности. [c.53]

Энергичное циркуляционное перемешивание твердой фазы, обладающей большой объемной теплоемкостью (Дж/(м К)), приводит к выравниванию температуры по всему объему псевдоожиженного слоя, что является значительным преимуществом такого способа проведения экзотермических процессов по сравнению со способом организации этих процессов в неподвижном слое такого же дисперсного материала. Действительно, выделяющаяся во всех точках неподвижного слоя теплота, например, экзотермической каталитической реакции, интенсивно протекающей между газообразной смесью реагирующих компонентов и частицами катализатора, плохо отводится из центральной части слоя ввиду его низкой теплопроводящей способности. Это обстоятельство может привести к недопустимому перегреву катализатора в центральной части неподвижного слоя. [c.123]

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]

Как отмечено выше, в работе [8.4] проведено сравнение реакторов с неподвижным, псевдоожиженным и движущимся слоем для случая реакций крекинга при использовании экспоненциальной функции активности. Для реакций крекинга порядок реакции обычно принимается равным двум при использовании этого значения в [8.4] получены зависимости, по которым можно провести сравнение этих трех типов реакторов. На рис. 8.1 графически представлено отношение конверсий в неподвижном и в движущемся слоях в зависимости от параметра В для различных степеней дезактивации катализатора, определяемых значениями параметра дезактивации А,. Параметр В в значительной степени является мерой глубины реакции, так как он соответствует отношению удельной скорости реакции к времени пребывания потока газа или пара. Рис. 8.1 показывает, что при любых условиях дезактивации катализатора движущиеся слои дают более высокую степень конверсии, чем неподвижные слои, что можно ожидать, принимая во внимание различные времена пребывания катализатора в этих двух типах реакторов. Однако следует помнить, что этот вывод предполагает, что катализатор в движущемся слое всегда полностью регенерируется перед его возвратом в реактор это не всегда может осуществляться на [c.187]

Недостатки псевдоожиженного слоя быстрое истирание частиц в слое более низкая интенсивность процесса в сравнении с неподвижным слоем вследствие того, что продукты реакции смешиваются с поступающим сырьем неравномерность газового потока по поперечному сечению слоя большой унос катализатора газом. [c.204]

Сопоставление тепло- и массообмена между потоком и зернами в неподвижном и кипящем слоях привело некоторых исследователей к выводу об уменьшении кинетических коэффициентов при псевдоожижении, если проводить сравнение обоих типов слоев при одинаковой скорости потока [70]. Другие исследователи считали, что эти различия связаны с изменением суммарной поверхности обмена в единице объема и толщины пограничного слоя вследствие расширения слоя при псевдоожижении. Для учета этих обстоятельств было предложено [71] в корреляционных формулах частично заменить обычный критерий Рейнольдса на некоторый эффективный [c.480]

Степень расширения слоя показывает кратность увеличения объема слоя при его псевдоожижении по сравнению с объемом неподвижного слоя высотой Яц. [c.41]

В последнее время разрабатывается процесс получения этиленоксида окислением этилена в псевдоожиженном слое катализатора. Этот метод имеет ряд преимуществ по сравнению с процессом в неподвижном слое равномерную температуру по всему слою катализатора, отсутствие горячих точек (возможных при работе с неподвижным катализатором), малое гидравлическое сопротивление контактному газу, а также (благодаря высокому коэффициенту теплоотдачи) сокращение поверхности теплообмена, а следовательно, и уменьшение габаритов реакционных аппаратов. [c.150]

Коэффициент теплообмена при равных значениях / е меньше в псевдоожиженном слое по сравнению с неподвижным слоем. Это объясняется тем, что в псевдоожиженном состоянии относительные скорости газа уменьшаются вследствие увеличения свободного объема по сравнению с неподвижным слоем. На изменение коэффициента теплообмена влияет также уменьшение [c.200]

При сушке в неподвижном слое длина цилиндрика не влияет на скорость сушки (кривые сушки совпадают) и оказывает заметное влияние при сушке в псевдоожиженном состоянии. Длинные цилиндрики сохнут более медленно по сравнению с корот- [c.204]

Проведение дегидрирования парафинов в псевдоожиженном слое катализатора имеет большие преимущества по сравнению с неподвижным слоем. Главными достоинствами псевдоожижения является равномерность температурного поля в реакторе и высокая объемная скорость подачи сырья. [c.218]

Коэффициент теплоотдачи для псевдоожиженного слоя выше, чем для чистого газа, примерно в бО раз, так как твердые частицы при движении около теплообменных поверхностей разрушают ламинарную пленку газа, которая оказывает основное сопротивление передаче теплоты. По сравнению с неподвижным слоем коэффициент теплоотдачи к псевдоожиженному слою примерно в 10 раз выше, чем коэффициент теплоотдачи к газу, движущемуся через неподвижный слой катализатора. [c.83]

Ларяду с системами, включающими неподвижный слой, применяются системы, в которых частицы обладают подвижностью. Одной из разновидностей этих систем является кипящий слой как естественное развитие неподвижного слоя. При псевдоожижении на процесс теплообмена между частицами и средой оказывает влияние дополнительный (по сравнению с неподвижным слоем) фактор — движение частиц. [c.73]

Одна иа характерных черт псевдоожиженных газами систем, соетлит в образовании газовых пузырей, способствующих циркуляции твердых частиц и обусловливающих высокую теплопроводность слоя, но вредных с точки зрения механических и химических свойств системы. Действительно, интенсивная турбулизация, вызванная движением пузырей, может привести к истиранию катализатора. Кроме того, поскольку газовые пузыри несут с собою лишь малое количестпво твердых частиц, то возможен проскок большей части газа через слой без контакта с твердой фазой, а значит, и уменьшение общей эффективности процесса по сравнению с реактором с неподвижным слоем при тех же объемной скорости газа и массе катализатора. [c.333]

В литературе нередко отмечается, что скорость масообмена в однородном псевдоожиженном слое ниже, чем в неподвижном слое того же зернистого материала цри использовании того же ожижающего агента. Это правильное утверждение остается непонятным, если не указана база, на которой проводится сопоставление. Сравнение рассматриваемых систем (например, при восходящем и нисходящем потоках ожижающего агента) при одинаковых значениях I7d/v (на мой взгляд, это наилучшие условия сопоставления) приводит, как можно видеть из уравнений <1Х,18) и (1Х,19), к одинаковым величинам КоргЩ-, следовательно, для псевдоожиженного слоя получатся более низкие значения Кар. Сравнение этих двух систем при одинаковых значениях ив, (1 — е) V также приводит к более низким величинам Кар для псевдоожиженного слоя. Возможно, наиболее приемлемым является сравнение обеих систем по соотношению величин ВЕП. [c.393]

Не исключено, что определенную роль в повышении NUp по сравнению с одиночной частицей играет дополнительна турбулизация потока вследствие изменения направления струй ожижающего агента, более частого в неподвижном слое, чем в псевдоожиженном. В этом аспекте представляет также интерес концепция Кришера и Мосбергера базирующаяся на сопоставлении в рассматриваемых дисперсных системах длины обтекания и диаметра частиц. Наконец, более низкие значения NUp для псевдоожиженного слоя могут быть в ряде случаев объяснены использованием для расчета среднелогарифмической разности температур, завышенной из-за некоторого продольного перемешивания ожижающего агента. [c.461]

Частица в псевдоожиженном слое движется беспорядочно, поэтому величина средней пульсационной скорости определяется ее ускорением, т. е. инерцией, прямо связанной с массой частицы Шр ps- Следовательно, в случае степенной аппроксимации hp — "ps можно ожидать а ю =3 1. По уравнениям Федорова а (U = 2,96 при Re = 30—100 и а ш = 2,95 при Re = = 100—200. По данным Линдина и Казаковой i , а =3,1 при Re/e, достигавших 400). Это хорошо согласуется с приведенным выше анализом. Не исключено, что повышение hp в неподвижном слое по сравнению с псевдоожиженным также в какой-то мере объясняется пульсацией частиц в последнем. [c.462]

Тепло-массообмен исследовали в контактном аппарате с турбулентным трехфазным псевдоожиженным слоем квадратного поперечного сечения 305 X 305 мм, заполненным полыми поли-этиленовымп шариками в качестве ожижающих агентов использовали воздух и воду. Было замечено, что в процессе абсорбции аммиака из смеси с воздухом высота единицы переноса (ВЕП) уменьшается с повышением расхода жидкости, но увеличивается с возрастанием расхода газа. Кроме того, отмечали падение ВЕП при уменьшении статической высоты слоя. Сравнение данных по абсорбции аммиака в аппаратах с неподвижной насадкой и с турбулентным трехфазным псевдоожиженным слоем показало, что последние более эффективны. [c.678]

Псевдоожиженный слой катализатора имеет ряд преимуществ по сравнению с неподвижным слоем значительно снижается гидравлическое сопротивление и пн-тенсифицируются процессы тепло- [c.30]

Сравнение выхода и качества продуктов, получаемых в процессах гидро-обессериваяия на неподвижном слое катализатора и в трехфазном псевдоожиженном слое, не показало больших расхождений [43J. [c.114]

Заметим, что интенсивное перемешивание твердых частиц и равенство их концентраций в объеме псевдоожиженного слоя, как во всех процессах межфазного массообмена, обусловливают определенную потерю движущей силы в сравнении с противотоком взаимодействующих фаз (или при одной неподвижной фазе). По этой причине псевдоожижеиный слой уступает неподвижному слою адсорбента как по динамической адсорбционной способности, так и по времени защитного действия, особенно при низких концентрациях плохо адсорбирующихся веществ. Этот недостаток может быть, очевидно, устранен путем секционирования слоя. Напомним, что метод псевдоожижения предъявляет высокие требования к механической прочности адсорбентов, главным образом, к их сопротивляемости истиранию. [c.630]

Многочисленные экспериментальные исследования, обобщенные в [7, 48, 54-57], показали, что движение частиц твердой фазы, начинающееся после достижения восходящим газовым потоком критической скорости начала псевдоожижения и ,, резко интенсифицирует процесс теплообмена между всей массой слоя и теплообменной поверхностью по сравнению с теплообменом стенки и неподвижного слоя дисперсного материала. Увеличение коэффициента теплоотдачи к стенке а ,, вначале значительное, по мере дальнейшего повышения скорости газа уменьшается. При некотором значении скорости газа Мопт коэффициент а , приобретает максимальное значение, и при дальнейшем увеличении скорости газа интенсивность теплообмена псевдоожиженного слоя с поверхностью уменьшается (рис. 4.2.5.1). Значение а , акс может достигать 600 Вт/(м К) при скорости газа, приблизительно в два раза превосходящей скорость начала псевдоожижения. В количественном отношении данные разных авторов различаются весьма значительно, особенно в области восходящей ветви кривой. Однако в области максимальных значений а , оказывается возможным простое обобщение опытных данных в виде корреляционной зависимости [c.258]

Следует отметить, что скорость начала псевдоол<ижения, определяемая по формулам (111.8) и (III. 11), не является в точности воспроизводимой, поскольку она зависит от плотности упаковки частиц. Этим л<е объясняется тот факт, что кривые псевдоожижения прямого хода плохо воспроизводимы (см. рис. 1-16), а кривые обратного хода воспроизводятся хорошо. Скорость начала псевдоожижения, найденная по кривым обратного хода (как абсцисса точки пересечения горизонтальной линии постоянного перепада давления с кривой сопротивления неподвижного слоя), имеет стабильные значения, не зависящие от предшествующего состояния слоя, и, естественно, превышает величину Жд, полученную на основе кривой прямого хода. В связи с этим представляется интересным сопоставить значения найденные по кривым прямого и обратного хода. Такое сопоставление при псевдоожижении воздухом частиц кварцевого песка различного размера дано в сравнении со значениями да (в см1сек), рассчитанными по формулам Лева, Тодеса и Беранека [c.85]

На рис. УП-8 представлены зависимости [299] для одиночной закрепленной частицы (кривая А — А), неподвижного слоя, псевдоожиженного слоя, движущихся и взвешенных частиц. Мы видим, что в турбулентной области для всех систем с подвижными и неподвижными частицами теплообмен характеризуется величинами ч одного порядка. Эти величины в своем изменении с некоторым превышением следуют уравнениям для неподвижно закрепленной одиночной частицы. Несколько большие значения Кнч для неподвижного слоя по сравнению с псевдоожиженным объясняются тем, что в последнем вероятность попадания последующей (по ходу газа) частицы в гидродинамический след предыдущей (т. е в зону пониженного давлешш и меньшей интенсивности теплообме на) значительно больше, нежели в неподвижном слое. Возможно также, что в ряде случаев на интенсивности теплообмена в псевдо ожиженном слое заметно сказывается отрицательное влияние про дольного перемепливания. [c.254]

Отличительной особенностью кривой 2 является большой по величине скачок давления Атгк при переходе слоя из неподвижного состояния в псевдоожиженное в коническом аппарате по сравнению с цилиндрическим. Это объясняется тем, что к моменту достижения псевдоожиженного состояния в верхнем сечении слоя в нижних сече- [c.41]

Главным недостатком реакторов с псевдоожиженным катализатором является их низкий коэффициент полезного действия, как аппаратов, работающих в условиях полного смешения, дополнительно ухудшаемых значительным проскоком газа [34]. Отсюда вытекает необходимость увеличения количества катализатора, необходи- мого для достижения определенной производительности, по сравнению с неподвижным слоем катализатора. Это увеличение особенно велико для реакций, тормозящихся [c.78]

Изучено влияние вязкости, отношения высоты слоя к диаметру аппарата (L/D) и скорости потока на процесс сорбции ионов Са2+, Mg2+ и других, а также ионов органических кислот из модельного глицерино-водного раствора в псевдоожиженном слое отечественных ионитов АВ-17, АН-2Ф, ЭДЭ-10П, КУ-1, КУ-2. Установлено, что при вязкости раствора 3—5 10" н сек1м и скорости потока 6,5 м1ч оптимальная величина отношения L/D находится в пределах 4—7. При этом обменная емкость указанных адсорбентов увеличивается на 25%, а скорость процесса повышается почти в 2 раза по сравнению с неподвижным слоем ионита [c.120]

Моделирование процессов, протекающих в этих реакторах, затруднено, поскольку информация о поведении псевдоожиженного биослоя малодоступна. Вопрос осложняется наличием третьей фазы. Однако, несмотря на эти трудности, реакторы с псевдоожиженным слоем соединяют преимущества реакторов полного смешения и реакторов с неподвижным слоем, не имея большинства их недостатков. К преимуществам следует отнести хорошее перемешивание и параметры массопереноса. При работе в такой трехфазной системе увеличивается взаимодействие газ — жидкость и скорость удаления газа по сравнению с неподвижным слоем, что является важной характеристикой при работе с живыми клетками. Это позволяет обеспечить больший объемный коэффициент переноса кислорода и избежать застаивания газа. Плотность клеток на единицу объема реактора в псевдоожиженном слое потенциально ниже, чем в неподвижном слое, из-за упаковки. Однако общая производительность в реакторе с псевдоожиженным слоем может быть выше благодаря условиям эксплуатации. [c.178]

При переходе от неподвижного слоя к псевдоонш-женному наблюдается резкое увеличение коэфф. теплоотдачи между псевдоожиженным слоем и теп-лообменной поверхностью от нескольких единиц или десятков при П. газами возрастает до нескольких сотен и даже тысяч ккал1м -час-°С. При П. капельными жидкостями возрастает в 2—4 раза в сравнении с а для жидкостей, в к-рых отсутствует псевдоожнжаемый материал. При дальнейшем увеличении скорости ожижающего агента а,, проходит через максимум, обусловленный конкурирующим влиянием роста интенсивности движения частиц (рост a ) и уменьшения их концентрации около теплообменной поверхности (рост е и падение а ). [c.202]

Сравнение уравнений потери напора для неподвижного и псевдоожиженного слоев позволяет сделать некоторую количественную оценку псевдоожиженпого состояния. На рис. У1П-11 верхняя линия с наклоном т характеризует псевдоожиженное состояние, тогда как нижняя линия с наклоном т = —1 представляет экстраполяцию зависимости для неподвижного слоя на область начала псевдоожижения. Очевидно, что эти линии пересекутся в точке, соответствующей началу псевдоожижения От,ь 6т,/)- Массовая скорость Се, находимая при помощи этой экстраполяции, есть только некоторая гипотетическая величина. Однако ее можно рассматривать как скорость, достаточную для расширения слоя до плотности псевдоожижения, по недостаточную для того, чтобы передать частицам слоя энергию, способную привести их в движение. [c.254]

Переход плотного слоя в псевдоожижеиный и характер кипения зависят от многих факторов, в том числе и от конструкции аппарата. Наиболее благоприятные условия образования псевдоожиженного слоя наблюдаются при шарообразной форме частиц и их однородном фракционном составе, причем устойчивое псевдоожижение имеет место при увеличении порозности слоя по сравнению с неподвижным на 0,15. Для плотного слоя, состоящего из сферических частиц, Федоров [2] рекомендует принимать порозность е = 0,4 тогда начало устойчивой работы соответствует е = 0,55. Устойчивое псевдоожижение в плотной фазе наблюдается до 8 = 0,75. Особенностью плотной фазы является неподвижность слоя в целом относительно стенок аппарата. При увеличении скорости потока газа (е == 0,9) достигается состояние слоя, называемое разбавленной фазой. [c.11]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология