Псевдоожиженный слой расширенный

Реакторы для газофазных процессов с кипящим слоем катализатора. Явление псевдоожижения (флюидизации) заключается в том, что при продувании газа снизу через слой мелкодисперсных твердых частиц все они приходят в беспорядочное движение, в результате чего слой расширяется, принимает вид кипящей жидкости и приобретает свойство текучести. Переход слоя в псевдоожиженное состояние происходит скачком при некоторой линейной скорости потока, называемой критической скоростью. [c.269]

Гидродинамика псевдоожиженного слоя и расчет основных его характеристик. Поток жидкости, проходя отдельными струями по каналам между твердыми частицами, образующими неподвижный слой, оказывает динамическое воздействие на зерна твердого материала. Величина этого гидродинамического воздействия растет с увеличением скорости движения жидкости при ее подаче снизу вверх через слой зернистой загрузки вплоть до того момента, когда силы гидродинамического давления восходящего потока станут равны весу погруженного в жидкость слоя загрузки. При таком гидродинамическом равновесии твердые частицы получают возможность взаимного пуль-сационного перемещения, интенсивность которого зависит от скорости движения жидкости. С увеличением скорости восходящего потока слой теряет свое первоначальное устойчивое положение и начинает расширяться, переходя во взвешенное состояние. Расширение слоя загрузки сопровождается уменьшением концентрации твердой фазы в единице объема слоя, однако перепад давления в случае псевдоожижения мелкозернистого материала в цилиндрических аппаратах остается постоянным до тех пор, пока силы гидродинамического давления не станут больше веса единичной твердой частицы. Дальнейшее увеличение скорости жидкости приводит к уносу твердых частиц из слоя, что нежелательно для адсорбционных аппаратов с псевдоожиженным слоем. [c.171]

Порозность слоя (или относительный свободный объем). При скорости газового потока, превышающей скорость начала псевдоожижения, слой расширяется и его порозность б, физический смысл которой рассмотрен в работе [16], возрастает по сравнению с начальной величиной при постоянстве общего веса слоя на единицу площади. В общем случае расширение слоя может быть записано в виде функции критерия Ре от двух определяющих [c.170]

Такое загрязнение не происходит, если процесс очистки проводить в псевдоожиженном слое угля. Линейные скорости в этом варианте могут быть увеличены на порядок, а гидравлическое сопротивление резко уменьшено. Для применения в установках такого типа может быть рекомендован уголь КАД-мелкий с размером частиц 1—2 мм. При псевдоожижении слой расширяется приблизительно в 2 раза. [c.294]

По мере дальнейшего увеличения скорости газа плотный слой внезапно разрыхляется . Другими словами, порозность возрастает от до 8т/, а это приводит к снижению перепада давления до статического давления слоя, как это представлено в равенствах (111,14). При скоростях газа, превышающих скорость минимального псевдоожижения, слои расширяется, образуются газовые пузыри, которые можно наблюдать визуально, и в результате имеет место неоднородное псевдоожижение. [c.76]

С ростом скорости псевдоожижения слой расширяется, увеличивается его высота в аппарате, уменьшаются концентрация частиц у поверхности теплообмена и в объеме ПС, а также количество частиц в пакетах. При этом время пребывания становится меньше [c.297]

Псевдоожиженный слой зернистого материала может существовать в пределах следующих скоростей потока газа (пара, жидкости) от критической скорости псевдоожижения Шкр до скорости потока Шу, при которой начинается унос твердых частиц. При увеличении скорости потока от Шкр до Шу псевдоожиженный слой расширяется и порозность его повышается. [c.444]

При скоростях, лежащих между скоростью начала и конечной скоростью псевдоожижения, слой расширяется по сравнению с объемом, который он занимает при Мт/. Удовлетворительные [c.216]

Предложены различные способы отделения продуктов реакции от катализатора. Так, на одной из отечественных установок верхняя часть прямоточного реактора расширена (так называемый реактор с форсированным псевдоожиженным слоем). Скорость потока газов и паров в нем составляет примерно 2 м/с. За счет меньшей скорости по сравнению со скоростью в лифт-реакторе происходит отделение основной массы катализатора от газов и паров, которое завершается в реакторе-сепараторе, а затем в циклонах и электрофильтрах. [c.38]

Таким образом, мы приходим к выводу, что истинный вид зависимости (1.26) для расширения слоя должен быть установлен на опыте. С применяемой для инженерных расчетов логарифмической точностью желательно получить максимально простую расчетную формулу, базирующуюся на тех же основных критериях Аг и Re, которые входят в определение критической скорости начала псевдоожижения и р. Для этого заметим, что при и > слой расширяется в принципе сколь угодно сильно (Я/Яо оо), но порозность е при этом возрастает лишь до предельного значения е =1, когда в потоке может быть взвешенной лишь одиночная частица, бесконечно удаленная от всех остальных. Эта предельная скорость потока называется скоростью витания одиночной частицы в силу принципа относительности движения эту [c.36]

В псевдоожиженном слое катализатора зона окисления расширяется за счет его собственного движения. После начала реакции нет необходимости нагревать воздух или углеводородное сьфье. Применение холодного сырья способствует некоторому отводу тепла. Поскольку воздух и углеводород вводят раздельно, соотношение воздух углеводород можно регулировать в широких пределах, однако при этом не исключена вероятность создания взрывоопасных концентраций. Для реактора с ожиженным слоем катализатора обычное соотношение воздух углеводород составляет (10 1) - (15 1). Время удерживания реагентов в реакторе 10-15 с /9, 35/. [c.305]

Первая отечественная установка каталитического крекинга с подвижным шариковым катализатором была введена в эксплуатацию в 1950 г. Начиная с 1951 г., каталитический крекинг широко внедрялся в промышленность, а в 1953 г. в Азербайджане вступили в строй установки каталитического крекинга в псевдоожиженном слое пылевидного катализатора. С вводом установок каталитического крекинга расширилось производство бензина , увеличился выпуск бензина с более высоким октановым числом, началось производство ценных газовых фракций Сз и С4. Кроме того, стало возможным несколько увеличить ресурсы дефицитного дизельного топлива (тяжелый каталитический газойль), получить сырье для сажи. Однако с внедрением каталитического крекинга проблема повышения качества бензинов решалась не полностью. Повышение качества бензина стало возможным только после внедрения процесса каталитического риформинга, первые установки которого появились в 1958 г. [c.23]

В случае Wo > с увеличением скорости слой расширяется и доля его свободного объема возрастает. При этом высота псевдоожиженного слоя н первоначальная высота неподвижного слоя Н связаны зависимостью. .......................... [c.110]

Расширяются также области применения сушилок. Например, пневмосушилки используют для обезвоживания растворов и паст путем применения ретура- некоторые модификации сушилок псевдоожиженного слоя являются практически универсальными (например, с вихревым слоем), так как могут высушивать не только сыпучие материалы любой влажности, в том числе и волокнистые, но и растворы, пасты, суспензии. [c.325]

Принцип создания псевдоожиженного слоя был описан выше. Напомним, что слой зерен расширяется под напором потока, проходящего снизу вверх через слой со скоростью большей, чем та, которая может обеспечить прохождение потока жидкости через поры (свободный объем) неподвижного слоя. Потеря напора [c.141]

Общие положения. Слой зернистого твердого материала, пронизываемый восходящим потоком жидкости или газа, может находиться в двух качественно различных стационарных состояниях. При скорости потока ш ниже некоторой критической величины Шо твердые частицы неподвижны (рис. 1-19, а), порозность слоя е неизменна, а его гидравлическое сопротивление Ар, как было показано в предыдущем разделе, возрастает со скоростью ш. По достижении скорости Wo гидравлическое сопротивление зернистого слоя становится равным его весу, слой взвешивается, твердые частицы теряют прежний взаимный контакт, получают возможность перемещаться и перемешиваться слой расширяется, в нем наблюдается проскакивание газовых пузырей, а на его свободной поверхности — волны и всплески. В этом состоянии (рис. 1-19, б) слой напоминает кипящую жидкость, благодаря чему он назван псевдоожиженным, или кипящим. С дальнейшим ростом скорости потока до некоторой величины м о слой продолжает расширяться и интенсивность движения частиц увеличивается. При ю > м о сила гидродинамического сопротивления становится больше силы тяжести и твердые частицы выносятся из слоя. Скорость ы>о называется ско- [c.79]

Образование псевдоожиженного слоя можно, в простейшем случае, представить себе следующим образом (рис. 1-1, а). В вертикальный сосуд 1 произвольной (например, цилиндрической) формы, снабженный поперечным газопроницаемьш поддерживающим устройством 2 в виде сетки, пористой перегородки и т. п., помещен слой мелкозернистого твердого материала 3. При подаче через устройство 2, называемое в дальнейшем распределительной решеткой, снизу вверх потока газа (или жидкости) с малой скоростью слой остается неподвижным. Если постепенно увеличивать скорость газа до величины, при которой вес зернистого материала в слое уравновешивается силой гидродинамического давления восходящего потока, твердые частицы окажутся в гидродинамическом равновесии и получат возможность взаимного пульсационного перемещения, т. е. слой 3 станет текучим и, как будет показано ниже, приобретет также некоторые другие свойства капельной жидкости. С дальнейшим увеличением скорости газа слой расширяется, интенсивность движения частиц возрастает, но без нарушения гидродинамического равновесия. Наконец, по достижении скорости газа, при которой силы гидродинамического давления становятся больше силы тяжести, частицы выносятся из слоя. [c.21]

Если ожижающим агентом является капельная жидкость, то после псевдоожижения слой постепенно расширяется и остается однородным вплоть до размывания свободной поверхности. В данном случае движение твердых частиц выражено слабее, вдоль оси слоя наблюдается более четкая их сепарация по размерам и плотностям. При псевдоожижении маловязкими жидкостями слоя тяжелых и крупных твердых частиц все же могут возникать пульсации давления и порозности. [c.81]

Псевдоожиженные слои разделяют на однородные и неоднородные. Однородные присущи системам жидкость—твердые частицы. При увеличении скорости жидкости от величины, соответствующей началу псевдоожижения, слой равномерно расширяется, причем его пористость монотонно увеличивается. Кроме того, сохраняется четкая граница между верхней частью слоя частиц и жидкостью над ним. Все параметры состояния однородного псевдоожиженного слоя хорошо описываются в рамках модели взаимопроникающих континуальных сред (см. подраздел 3.3.2). При ожижении твердых частиц газом картина существенно меняется. В слое возникают различные структурные образования, которые зависят как от свойств частиц, так и от режимных и геометрических параметров процессов псевдоожижения. [c.213]

В состоянии псевдоожижения при увеличении фиктивной скорости (или расхода) сплошной среды слой расширяется, при этом локальная скорость среды в промежутках между частицами остается почти постоянной и перепад давления не зависит от фиктивной скорости — линия ВС, рис. 6.9.6.1. Перепад давления на фаницах слоя определяется его весом (см. пример 3.3.4.1) [c.579]

Характеристика псевдоожиженного состояния. При увеличении скорости потока сверх критической скорости псевдоожижения слой непрерывно расширяется, а перепад давления остается почти постоянным. Соответственно график lg GfNf— g f по данным различных авторов представляет собой прямую линию с наклоном т, который зависит от диаметра частиц (рис. УПЫО). [c.264]

На рис. 174 показана печь для обж ига колчедана в псевдоожиженном слое. Она лредставляет собой вертикальный цилиндрический аппарат, верхняя часть которого немного расширена. Полная высота печи 15 м, диаметр в широкой части 10 м. [c.180]

Если скорость газового (жидкостного), потока (ожижающего авента) превышает минимальную величину, необходимую для возникновения псевдоожиженного слоя, то либо последний продолжает расширяться за счет увеличения среднего расстояния между твердыми частицами, либо избыток ожижающего агента проходит через слой в виде пузырей, образуя двухфазную систему. Эти два вида псевдоожижения можно соответетмнно рассматривать как однородное и неоднородное. Однородное псевдоожижение наблюдается, как правило, в системах жидкость — твердое тело , а также чгаз — твердое тело — при очень малых размерах твердых частиц и в овраниченном интервале скоростей. Неоднородное псевдоожижение характерно для всех других систем газ — твердое тело , а иногда — в случае высокой плотности твердых частиц и для жидкостного псевдоожижения. [c.37]

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]

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]

Заключительные замечания. Проведенное исследование управления для двухфазной модели процесса в псевдоожиженном слое, состоящей из гиперболической системы уравнений первого порядка с двумя независимыми переменными, подтвердило, что выбранная форма обратной связи в виде функционала от решения с соответствующим образом подобранными интегральными ядрами обеспечивает стабилизацию пеустойчт1вого решения. Наряду с этим, если, например, запас устойчнвостп для стационарного режима недостаточен для уверенного ведения процесса, то данный метод управления позволяет увеличить запас устойчивости введением обратной связи и расширить область допустимых возмущений, при которых система не переходит в другой стационарный режим. [c.126]

Наибольшее внимание к определению понятия и было уделено в исследованиях Дойчева с сотр. [44]. Дойчев исходит из представления, что в режимах однородного и неоднородного псевдоожижения закон гидравлического сопротивления Ар/1 = = Р (е, и) должен быть различен и при одинаковой расходной скорости потока и слои расширяются различно, т. е. имеют различную высоту слоя Н. При данном же значении и реализуется тот режим, для которого полная высота Н и потенциальная энергия в поле сил тяжести минимальна. Оценивая относительные затраты энергии на транспортирование избыточного газа (и—Ыкр) Дойчев получает некий безразмерный комплекс = Аг" (Рсл/р) . по достижении которым определенного критического значения однородное псевдоожижение должно переходить в неоднородное. Критическое условие по Дойчеву имеет вид [c.41]

Для снижения обратного перемешивания по газу может быть использовано псевдоожижение в поршневом режиме, имеющее резко выраженный автопульсационный характер. Перспективным для некоторых процессов является организация источника теплоты над поверхностью кипящего слоя основному слою теплота передается в этом случае радиацией и с выпадающим из надслоевого пространства инерционным уносом [172]. Комбинация различных режимов псевдоожижения с конструктивными особыми решениями, использование разнообразных многокамерных технически сопряженных систем и модификаций псевдоожижения значительно расширяет возможности рационального его использования в различных отраслях промышленности. [c.258]

По мере увеличения W порозность слоя (доля объема, занятого ожижающим агентом) во зрастает, поэтому средние концентрации твердых частнц в единице объема слоя уменьшаются. При этом в случае П. газом появляются подвижные полые неоднородности-пузыри (неоднородный слой). При П. жидкостью слой, расширяясь, остается существенно более однородным по локальным концентрациям частиц (однородный слой). В случае П. газом при повьпп. давлениях создают псевдоожиженный слой промежут. типа. [c.133]

Псевдоожижение слоя наступает при повыщении скорости потока жидкости или газа, проходящего снизу вверх, до такой величины, при которой зерна расширившегося слоя начинают интенсивно и беспорядочно перемещаться в объеме слоя, сохраняющего в целом посте-янную для данной скорости высоту. Естественно что плотность заполнения зернами объема псевдоожиженно-го слоя меньше, чем плотность заполнения объема неподвижного слоя. Отношение объема пустот между зернами (пористости) в псевдоожиженном слое ко всему объему того же количества зернистого материала называется относительной пористостью е и является важнейшим фактором эффективности работы псевдоожижен-ного слоя сорбента [c.109]

При относительно высоком содержании в сточной воде мелкодиспер-гированных взвешенных частиц, заиливающих сорбенты, а также в случае, если равновесие устанавливается медленно, рационально применять процесс с псевдоожиженным слоем сорбента. Псевдоожижение слоя наступает при повышении скорости потока сточной воды, проходящей снизу вверх, до такой величины, при которой зерна расширившегося слоя начинают интенсивно и беспорядочно перемещаться в объеме слоя, сохраняющего постоянную для данной скорости высоту. Важнейшим показателем работы установки с псевдоожиженным слоем сорбента является относительная пористость [c.138]

При его небольшой скорости порошок неподвижен. С увеличением W высота слоя начинает возрастать (слой расширяется). Когда W достигает критического значения, при котором сила гидравлического сопротивлевия слоя восходящему потоку становится равной весу твердых частиц, слой приобретает текучесть и переходит в псевдоожиженное состояние. [c.318]

Если скорость восходящего потока возрастает выше того значения, при котором происходит сдвиг, загрузка фильтра расширяется и для данной скорости потока через фильтр достигается равновесие между скоростью восходящего потока и скоростью оседания частиц. Это равновесие зависит от плотности частиц. Заданной скорости потока, следовательно, соответствует определенная степень -расширения. Частицы загрузки фильтра разъединяются и вращаются в турбулентном восходящем потоке. Это так называемые фильтры (реакторы) с псевдоожиженным слоем (см. рис. 5.18). В указанных условиях достигается очень эффективный контакт между водой и биопленкой, но автоматический контроль за толщиной биопленки не обеспечивается. С целью осуществления такого контроля отбирается отдельный поток подвижной смеси воды и загрузки фильтра с биомассой. [c.220]

Линия фильтрации неподвижного слоя перед первым псевдоожижением на графике Др = /(и)ф) образует петлю (линия ОАВС на рис. П1-7). При уменьшении скорости и)ф от точки С к точке D. процесс идет 1аIV ии BD (без петли). При повторном псевдоожижении, если материал сохранил максимальное для плотного слоя расшире-Рис. 111-7. Линин первого псевдо- ние, пик давления (точка А) будет отсут-ожижения (ОАВС) и обратного ствовать или же будет выражен слабо, процесса (СВД) в аппаратах по- Пик давления около предела устойчи- [c.442]

В некоторых случаях такой режим пытаются привести к более организоваЕшой структуре. Например, поршневой режим твердой фазы при пневматическом транспорте позволяет снизить расход газа и, следовательно, повысить эффективность пиевмотранспортного процесса. В иных случаях, напротив, пытаются расширить границы устойчивого континуального режима течения наложением на многофазную среду интенсивных периодических воздействий, которые разрушают образующиеся структуры. Подобным примером может служить псевдоожиженный слой, на который накладывают периодические воздействия (см. пример 2.5.4.2). Однако во многих случаях с дискретными структурами приходится М1фиться, хотя они снижают эффективность проводимого процесса, существенно затрудняют его моделирование и требуют значительных затрат на экспериментальные исследования и обобщение их результатов. [c.208]

Состояние материала, подвергающегося вибрационному воздействию, зависит от параметров вибрации. На рис. 6.9.6.2 в качестве примера приведена диаграмма состояния материала, заимствованная из [39]. Сплошной линией обозначена критическая область псевдоожижения К = 1. При ускорениях вибрации ниже критических (область I, К < 1) наблюдается виброуплотнение слоя. При этом происходит проскальзывание частиц без потери контактов друг с другом. Зона вблизи критической — область максимального уплотнения материала. При увеличении параметров вибрации выше критических К > 1 связи между частицами разрываются, слой расширяется (область 11). Для полидисперсных материалов и частиц разного удельного веса выше указанной границы перехода из зоны I в зону II наблюдается сепарация частиц (область Ид). В области 16 существует однородный виброкипящий слой. При увеличении К однородный виброкипящий слой переходит в виброфоргганирзтощий. [c.584]

Если же ожижающим агентом является капельная жидкость, а не газ, то после спокойного псевдоожижения слой постепенно расширяется вплоть до размывания свободной поверхности и уноса частиц. В этом случае, как правило, не образуется ни слоя с барботажем пузырей, ни тем более слоя с поршнеобразованием, даже при ведении процесса в узких и длинных трубках. Кроме того, при псевдоожижении капельными жидкостями слабее выражено движение частиц, но ярче проявляется их сепарация вдоль слоя (по размерам, удельным весам). На схеме, составленной П. Ребу [344] (рис. 1-2), представлены фазы развития псевдоожиженного слоя. [c.23]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология