Фонтанирование для слоев больших размеров

Минимальная скорость газа, при которой слой будет оставаться в состоянии фонтанирования, зависит, с одной стороны, от свойств твердой фазы и ожижающего агента и, с другой, — от геометрии слоя. В отличие от скорости начала псевдоожижения скорость начала фонтанирования Ums Для данного материала понижается с уменьшением высоты слоя и увеличением диаметра аппарата. Кроме того, на величину U влияет размер входного отверстия, хотя и незначительно. Таким образом, сравнение U со скоростью начала псевдоожижения затруднительно. В случае высоты слоя, близкой к максимально возможной при фонтанировании, скорости фонтанирования и начала псевдоожижения примерно равны. Поскольку максимальная высота слоя, способного фонтанировать, в аппаратах большого диаметра, как правило, намного больше рабочей (для пшеницы, например, в аппарате диаметром 305 мм составляет 2,75 м), то практическая потребность газа для фонтанирования в больших аппаратах часто бывает ниже , чем для псевдоожижения. [c.627]

Хотя минимальный размер частиц для обеспечения фонтанирования, как указывалось в главе 1, составляет 1 мм, Гхош [75] предположил, что фонтанирование может быть подучено для значительно более тонкодисперсных материалов, пока диаметр входного отверстия газа не превысит в 30 раз диаметр частиц. Используя очень малое отверстие для воздуха, он смог получить миниатюрный фонтанирующий слой (около 1 см в диаметре) со стеклянными бусинами размером 80—100 меш (средний диаметр примерно 0,16 мм). Однако для такого тонкодисперсного материала фонтанирование в большом масштабе нельзя получить, за исключением, может быть, слоя с несколькими параллельными фонтанами (см. главу 12). Если диаметр колонны возрастает без соответствующего увеличения диаметра входного отверстия, фонтанирование ограничивается малой областью около входного отверстия. Весь слой в этом случае будет циркулировать лишь при увеличении диаметра входного отверстия, однако менее упорядоченным образом, чем при фонтанировании крупных частиц. [c.118]

Однородность размера частиц способствует стабильности фонтанирования, поскольку низкая проницаемость полидисперсного слоя должна приводить к более эффективному распределению газа по сравнению с действием струи. Наличие небольшой доли мелких частиц в слое частиц более крупного размера ([103], песок размером —40 + 60 меш в слое песка размером —20 + 4- 30 меш), как и добавление незначительной порции крупных частиц в слой тонкодисперсного материала ([219], частицы алунда —9 -Ь 14 меш в слое частиц алунда —35+48 меш), может серьезно ухудшать фонтанирование. Тем не менее пределы распределения размеров частиц, вне которых фонтанирование не происходит, достаточно широки, причем для крупных частиц они больше, чем для мелких. Так, слой древесных стружек, содержащий частицы ацетата целлюлозы (й, = 3 см), в 8 раз превосходящие по размеру частицы слоя, может удовлетворительно фонтанировать для слоя каменного угля и частиц алунда с максимальным размером 2—4 мм это расхождение не может превышать 5-ти раз [134, 219]. [c.120]

В литературе нет данных о верхнем пределе расхода газа в аппаратах больших размеров. Но так как в больших аппаратах высоты слоев, как правило, ниже максимальной высоты слоя, способного фонтанировать, верхний предел по расходу газа, с точки зрения обеспечения устойчивого фонтанирования, оказывается достаточно большим. [c.122]

Может ли установиться стабильное фонтанирование в слое высотой но крайней мере 30 см при диаметре отверстия 1—2 см Если фонтанирование можно достичь только с отверстием значительно меньшего диаметра и более низким споем, то сомнительно, что устойчивое фонтанирование в большом масштабе вообще будет возможно. Для материалов с широким диапазоном размера частиц способность к фонтанированию можно улучшить сужением ЭТОГО диапазона (см. главу 6), если это позволяют требования данного процесса. [c.257]

Допустимо ли истирание частиц Степень истирания должна быть определена за период, равный ожидаемому для рассматриваемого процесса времени пребывания твердых частиц, измерением количества пыли в циклоне, а также по изменению распределения частиц слоя по размеру. Скорость истирания является обратной функцией диаметра отверстия для входа газа и поэтому может быть определена с использованием самого - большого отверстия, допустимого для существования устойчивого фонтанирования. Не нужно никаких поправок на масштабирование при разрушении частиц, однако некоторые факторы качественно обсуждались [c.257]

Второе уравнение для скорости фонтанирования, обсуждавшееся в главе 2, которое, вероятно, лучше описывает слои диаметром более 60 см, также требует экспериментальной оценки обоих заказанных выше поправочных коэффициентов. Это уравнение в отличие от уравнения (2.38) включает фактор формы Ф л вязкость легкой фазы р. . Однако Ф на самом деле является скорее экспериментальной поправкой, чем описанием,действительной формы частицы, в то время как [Хс появляется в уравнении преимущественно из соображений размерности и пе имеет точного экспериментального подтверждения. Следует подчеркнуть, что экстраполяция обоих уравнений на колонны большего размера, чем 60 см в диаметре, вероятно, может привести к недооценке скорости фонтанирования. [c.258]

X 5,2 см с коническим основанием (угол раствора конуса — 47°) имела форму четырехугольной усеченной пирамиды размер прямоугольного отверстия для входа газа был 1,2 X X 5,2 см. В качестве твердого материала применяли просо, высота слоя составляла 10 см. Было найдено, что коэффициенты, измеренные в такой колонне, на 25—30% ниже значений, полученных в круглых колоннах при одинаковых скоростях потока ( те же самые средние интегральные скорости воздуха ). С другой стороны, коэффициенты в кольце в прямоугольной колонне были выше и близки к коэффициентам теплообмена для пограничного слоя между ядром и кольцом при этом разница для прямоугольной колонны составляла 10—15% по сравнению с 20—30% для круглой колонны. Коэффициент теплообмена при внесении батареи нагревателей хорошо согласуется с данными для одного нагревателя, однако батарея нагревателей в слое, особенно в нижней его части, мешает фонтанированию и приводит к уменьшению скорости частиц как в фонтане, так и в кольце, а иногда к асимметричному фонтанированию. Наиболее подходящее расположение нагревателя с практической точки зрения — область кольца окружающая фонтан в верхней части слоя. Если требуется поместить большие на- [c.152]

Простой метод сушки "растворов (выпарная кристаллизация) и суспензий в слое инертных частиц с размером, пригодным для фонтанирования (стеклянные шарики диаметром 3—6 мм), был разработан в Ленинградском технологическом институте имени Ленсовета [154, 155, 193, 201]. Этот способ применим в том случае, когда необходимо получать высушенный материал в виде тонкого порошка. Раствор, содержащий до 85% воды, распыляется горячим воздухом в нижнюю часть фонтанирующего слоя, оседает в виде тонкой пленки на стеклянных шариках при прохождении через эту зону и постепенно высыхает, как при гранулировании, описанном в предыдущем параграфе. Однако пленка не продолжает расти на стеклянных шариках во время последующих циклов. По мере высыхания она становится все более хрупкой и стряхивается с поверхности частицы при столкновениях стеклянных шариков в ядре слоя. При использовании относительно больших и тяжелых инертных частиц пленка измельчается при столкновениях в тонкий порошок, уносится из слоя с фонтанирующим воздухом и собирается в слое готового продукта в расположенном наверху циклоне. [c.197]

Необходимы меры для предотвращения попадания частиц в подводящую газовую трубу при прекращении фонтанирования. Простой способ, обычно применяемый в лабораторных установках, заключается в том, чтобы перекрыть отверстие для ввода газа сеткой с большим сечением (см. рис. 6.2). Размер отверстий в решетке должен быть только немного меньше большинства частиц слоя, так как твердый материал над решеткой затрудняет просыпание мелких частиц в трубу. [c.264]

Рассмотрим, как изменится процесс теплообмена, если теплопередача между легкой фазой и индивидуальной частицей контролируется проникновением теплоты внутрь зерна. При псевдоожижении обычно не учитываются температурные градиенты внутри частицы, но в случае большого размера частиц, используемых, как правило, при фонтанировании, в различных частях слоя могут возникать значительные градиенты. Если внезапно изменяется температура легкой фазы вокруг частицы, величина ре-зультирз щего перепада температур внутри частицы по от- [c.134]

Были опубликованы два исследования гидродинамики слоя, в котором одновременно происходит фонтанирование и псевдоожижение [37, 182]. В соответствии с данными Чаттэри [37] эта система, подобно обычному фонтанированию, лишена таких недо-> статков, как напластывание и агрегирование, характерных для кипящего слоя, а также не имеет ограничений в отношении размера частиц и высоты слоя, которые связаны со стабильностью обычного фонтанирующего слоя. Общее количество газа, необходимое для фонтанирующего кипящего слоя, больше, чем требуемое для фонтанирования или кипения отдельно. Однако Чаттэри утверждает, что дополнительный газ используется в достаточной мере, так как при кипении в кольце улучшается эффективность контакта газ — твердое, т. е. перемешивание твердых частиц. Последняя точка зрения подтверждается экспериментами, выполненными Поморцевой и Баскаковым [182] в полукруглой колонне. Исследователи наблюдали, как пузыри из зоны кипения стремительно передвигались к центру и поглощались фонтаном. Такое движение твердых частиц обеспечивало более интенсивное полное перемешивание в слое, чем при кипении или фонтанировании отдельно. Эти ученые расширили свои исследования, выполнив тщательные измерения теплообмена между слоем и погруженным объектом. , [c.251]

НОВЯТСЯ достаточно широкими в практическом аспекте, составляет 1—2 мм максимальный размер частиц, хорошо поддаюш,ихся фонтанированию, не превышает 3 мм (древесные опилки, частицы ацетата целлюлозы ). Монодисперспые системы в большей мере склонны к устойчивому фонтанированию полидисперсные — отличаются более низкой газопроницаемостью, поэтому газовая струя в них обычно стремится распределиться более равномерно по сечению. При увеличении среднего размера частиц возможно использование зернистого материала более широкого гранулометрического состава. Например, в случае наиболее крупных из упомянутых выше частиц наблюдается удовлетворительное фонтанирование слоя, составленного из частиц с восьмикратным диапазоном их размеров для более мелких частиц практически приемлемый диапазон их размеров значительно уже. [c.623]

Существенную роль в работе аниаратов с ФС играет гидродинамическая устойчивость самого режима фонтанирования, который имеет определенные границы по значениям скорости взвешивающего воздуха. Основными параметрами, определяющими устойчивость фонтанирования, являются размер частиц и их гранулометрический состав, соотношение диаметров штуцера для ввода газа и основной части аппарата и высота слоя материала в аппарате. Корреляционные соотношения для определения верхней и нижней границ устойчивых режимов работы приводятся в монографии [30]. Имеются сведения [12] о том, что минимальный размер частиц материала, при котором пределы устойчивого фонтанирования достаточно широки для практического использования аппаратов ФС, составляет 1-2 мм. При высоких слоях для фонтанирования требуются аппараты большего диаметра или с меньшим диаметром входного штуцера. Предельный угол конусности аппаратов для большинства дисперсных материалов близок к 40°. [c.234]

Минимальный диаметр частиц, при котором возникает фонтанирование, составляет примерно 1 мм. При размере частиц, близком к этому, эффективность контактирования газ — твердое в псевдоожиженном слое сильно снижается из-за проскока газа в виде больших пузырей [46, стр. 8 113].. Используя очень маленькое входное отверстие для газа, можно создать миниатюрный фонтанирующий слой и с частицами существенно меньшего размера [1, 11, 75, 203]. Действительно, при использовании распределительных решеток для псевдоожиженных слоев над каждым отверстием решетки образуется фонтан. Поднимаясь затем вверх по слою, эти многочисленные микрофонтаны постепенно превращаются в пузыри [114, 61а]. Однако, если бы для фонтанирования тонкодисперсного материала использовалось одно отверстие малого размера, допустимое время пребывания газа и частиц, а также производительность слоя были бы малы, и любая попытка [c.19]

Подобные исследования как д.вд прямоуго.т1Ьных, так и для конических слоев, но для более тонких материалов ( , 0,5 мм) были выполнены Баскаковым с сотрудниками [11, 12]. Б их опытах частицы имели тенденцию скорее к псевдоожижению, чем к фонтанированию. Действительно, в прямоугольных слоях, состоящих из частиц размером от 0,05 до 0,16 мм, наблюдалось большое число маленьких пузырей воздуха, поднимающихся в фонтане, которые вызывали нарушение фонтана, радиально распространяющееся в кольцо [12]. Оказывается, хотя в этих экспериментах происходит движение твердых частиц, подобное фонтанированию, оно менее организованное, чем при настоящем фонтанировании. [c.153]

Определение в лабораторных масштабах было бы полезно как средство для проверки справедливости приведенных уравнений (см. главу 6) для отдельных испытанных материалов. Высота действующего слоя колонны промышленного размера (скажем, больше 60 см в диаметре) будет в общем ниже максимальной высоты, при которой еще возможно фонтанирование. Хотя сама не представляет практического интереса, тем не менее Но1Н является полезным параметром при масштабировании, так как было установлено, что в некоторых отношениях поведение потока в слоях различного разм1ера, но с одинаковым отношением Яо/1Г было подобным (см. главы 2, 3 и 5). [c.259]

Если же вместо идеально сыпучей среды рассматривать идеально связный слой, то при некотором значении скорости как при цилиндрической, так и при конической засыпке изменится направление сил трения, что соответстБует переходу производной dajdz через нулевое значение получающееся тогда из (1.19) равенство дает фактически условие начала фонтанирования, приведенное в работе [14] (при добавлении в правую часть слагаемого, учитывающего связность). Таким образом, условие начала фонтанирования в [14] соответствует допущению о жестко связанных между собой частицах (фильтрующая пробка). Количественная оценка распределения напряжений в слое конической засыпки представляет существенные трудности. Основной причиной этих трудностей является то, что если напряжения, возникающие под действием газового потока, не зависят от характера взаимодействия частиц дру1 с другом и поэтому легко определимы, то обратная зависимость (влияние газового потока на напряжения, возникающие за счет взаимодействия частиц друг с другом) весьма существенна и пока практически не изучена. С целью проверки гипотез, выдвинутых различными авторами, было проведено экспериментальное исследование на плоской модели конического аппарата. Поскольку все продольные размеры такого аппарата во много раз больше его толщины, то модель можно было считать двухмерной. [c.23]

Значительное байпассирование может наблюдаться при очень высоких значениях UIUrnf , в низких слоях или при наличии крупных пузырей однако в лабораторных реакторах с псевдоожиженным слоем, снабженных хорошими газораспределительными устройствами, этот эффект экспериментально не обнаруживается 12,1 , 16 Байпассирование газа, правда, возможно в промышленных реакторах с псевдоожиженным слоем, использующих преимущественно колпачковые барботеры, перфорированные или другие газораспределительные устройства. В этих условиях либо начальный размер пузыря может оказаться настолько большим, что процесс будет лимитироваться скоростью межфазного обмена газом, либо пузыри получают возможность подниматься по предпочтительным траекториям (обстановка при этом будет близкой к каналообразованию или фонтанированию). И в том и в другом случае возникает тенденция к увеличению проскока газа, но, пока не наступит ярко выраншнного каналообразования или фонтанирования, скорость реакции и заданная степень превращения [c.371]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология