Аппарат зернистой фазой

Рис. 5.18. Аппарат для противоточного контактирования жидкой фазы с твердой зернистой фазой

В аппарате для противоточного контактирования жидкости с твердой зернистой фазой поступающая из бункера 3 в загрузочную трубу 2 твердая фаза подается в нижнюю часть рабочей зоны (рис. 5.6.27). Одновременно в верхнюю часть аппарата через коллектор 4 вводится жидкая фаза. Выходя из загрузочной трубы 2, твердая фаза стекает по направляющему конусу 6 и располагается на поплавке 7. В нижнюю часть корпуса по патрубку 8 подаются импульсы давления, которые сообщают [c.607]

Адсорбционные процессы в аппаратах со взвешенными слоями адсорбента. Метод основан на взаимодействии восходящих потоков газов или жидкостей с твердыми зернистыми материалами, в результате которого последние переходят в состояние псевдоожижения. Слой зернистого материала становится при этом легкоподвижным, текучим . Чаще всего такой слой называют взвешенным или кипящим. Свойство текучести твердой (зернистой) фазы во взвешенном состоянии позволяет адсорбенту свободно перемещаться как в продольном, так и в поперечном сечениях аппарата. Одним из основных преимуществ этого метода является возможность проведения процесса при скоростях газового потока, значительно превышающих скорости в аппаратах с неподвижным и с движущимся слоями адсорбента. Скорость газового потока в свободном сечении аппарата может достигать 1,5—2 м/сек в зависимости от типа и зернения адсорбента. Кроме того, во взвешенном слое создаются благоприятные условия для обтекания гранул адсорбента газовым потоком, в связи с чем обеспечивается хороший контакт между твердой и газовой фазами. [c.30]

Для значительной части технологических процессов в стационарном зернистом слое, протекающих с движением через этот слой газа или жидкости, характерно непостоянство температур в объеме слоя кдк в пространстве, так и во времени. Поток, проходящий через слой, охлаждается или нагревается через стенки аппарата при этом в объеме слоя может идти выделение либо поглощение теплоты — стационарные во времени при проведении реакций, в которых зернистый слой имеет функции катализатора или инертной насадки, и нестационарные — в процессах адсорбции, десорбции, сушки и других с участием твердой фазы. [c.111]

Применение электронно-вычислительной техники в последние годы позволило решать численными методами многие задачи, связанные с процессами переноса в зернистом слое, при -расчете этих процессов в промышленных аппаратах и при обработке опытных данных, полученных на экспериментальных установках. При этом появилась возможность использовать двухфазные модели зернистого слоя, учитывающие разницу температур между обеими фазами и теплообмен между ними. Ниже рассмотрены некоторые задачи, связанные с методами экспериментального исследования теплопереноса в зернистом слое и требующие учета гетерогенной структуры слоя. [c.168]

Фонтанирование является одной из разновидностей псевдоожижения, позволяющей перемешивать плохо псевдоожижаемые зернистые материалы слишком крупные частицы или одинаковые по размеру. Фонтанирование достигается подачей ожижающего агента через небольшое отверстие в центре основания расширяющегося конического аппарата вместо равномерного его распределения по всему сечению слоя. В рассматриваемом случае гидродинамическая обстановка существенно отличается от существующей в обычном псевдоожиженном слое твердому материалу сообщается направленное циркуляционное движение, он в виде разбавленной фазы поднимается в ядре слоя и в виде плотной фазы опускается в кольцевой периферийной зоне. [c.620]

В аппаратах с кипящим слоем зернистого материала равномерность распределения ожижающего агента по его сечению и эффективность контакта фаз в значительной степени зависят от конструкции газораспределительного устройства и гидродинамических условий его работы. Особенно это важно для псевдоожиженного слоя относительно небольшой высоты. Обычно применяют газораспределительные устройства двух типов провальные и беспровальные. [c.474]

Возвращаясь к рассмотренным в данной главе примерам, в первую очередь остановимся на влиянии масштаба аппарата на неполноту химического превращения при каталитических процессах в кипящем слое. В соответствии с формулой (IV.9), снижение константы скорости реакции обусловлено двумя причинами — неоднородностью структуры зернистого слоя катализатора и обратным перемешиванием газа 1)эфф- Поскольку амплитуды пульсаций объемной концентрации а по соотношению (II.19) пропорциональны скоростям движения твердой фазы V, то Яб [c.201]

Таким образом, при переходе от лабораторной колонки к промышленному реактору с ростом Ь движущая сила каталитического процесса и выход целевого продукта всегда снижаются, а с увеличением масштаба аппарата все большую роль начинает играть структурная неоднородность слоя, обусловленная увеличением интенсивности циркуляционных потоков твердой фазы зернистого катализатора, а не обратное перемешивание газа. [c.201]

Потоки газа или жидкости с раздробленной твердой фазой могут взаимодействовать и в аппаратах иного типа, например, в первую очередь, со стационарным (неподвижным) зернистым слоем. К последним относятся не только различные промышленные аппараты периодического и непрерывного действия, но, например, и туннельные печи, в которых перемещаются вагонетки или транспортеры (конвейеры) с неподвижно лежащим на нем слоем твердого материала (рис. У.1). [c.203]

Примером аппарата, условия в котором близки к идеальному смешению, является сосуд с интенсивно работающей мешалкой, через который непрерывно движется маловязкая жидкость при небольшом ее расходе. Близко к идеальному смешению и движение твердой фазы в кипящем слое зернистого материала при однородном псевдоожижении. [c.121]

Проточный трубчатый реактор, заполненный зернами катализатора, является почти идеальным аппаратом для проведения гетерогенных каталитических реакций. Хотя теоретически неподвижный зернистый слой должен оказывать на инфильтруемый сквозь него поток выравнивающее действие, на практике равномерное распределения подвижной фильтрующей фазы является трудной технической проблемой. Речь идет о неоднородностях, масштаб которых соизмерим с размером аппарата, и связанных с неравномерной укладкой зерен, пристенными эффектами, а также с напряженным состоянием инфильтруемого слоя [1,2]. [c.8]

Пример 1-3. Моделирование кинетики гетерогенного каталитического процесса. Рассмотрим пример, взятый из области гетерогенного катализа. Опишем кинетику реакции гидрогенизации, проводимой в аппарате идеального смешения. В ней принимают участие вещества, находящиеся в трех различных фазах в газовой фазе содержится водород (под большим давлением), в жидкой фазе — четыре вещества Л, 5, С и Н , а в твердой фазе — катализатор, представляющий собой слой зернистого материала. В этой системе происходят следующие реакции [c.129]

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]

В аппарате с неподвижным слоем материала процесс теплообмена между дисперсной твердой фазой и потоком газа (жидкости) состоит из переноса теплоты из сплошной фазы теплоносителя к поверхности частиц материала (внешняя теплоотдача) и переноса теплоты внутри частиц. Теплоотдача при движении теплоносителя через слой зернистого материала или насадки является сложным процессом, зависящим от размера и формы зерен (или насадки), порозности слоя, физических свойств теплоносителя и т.н. Предложен ряд зависимостей для определения коэффициентов теплоотдачи а. Например [c.310]

Теплопередача в движущемся слое зернистого материала может обеспечить непрерывность процесса теплопереноса как между потоком дисперсного материала и стенкой аппарата, так и между частицами материала и потоком сплошной фазы, проходящей через движущийся слой. [c.311]

В промышленности наиболее распространены адсорберы с неподвижным, а также с псевдоожиженным и плотно движущимся слоями адсорбента. В аппаратах с неподвижным слоем адсорбента поток сплошной фазы, содержащей адсорбтив, периодически проходит через зернистый слой адсорбента. [c.196]

Начальные условия ввода — последовательность и способ загрузки исходных смешиваемых компонентов в аппарат — оказывают существенное влияние на время достижения требуемого качества смеси. Причем это характерно для смешения как в жидкой фазе, так и в зернистых смесях. Особенно на время смешения влияет соотношение смешиваемых объемов. Чем меньше доля [c.52]

Три гидродинамических режима различают также и в барботажных аппаратах с неподвижным зернистым слоем насадки или катализатора [1, 2]. Пузырьковый режим, соответствующий малым расходам газа, характеризуется движением отдельных изолированных друг от друга пузырьков газа в межзерновых каналах, заполненных сплошной жидкой фазой. При увеличении расхода газа возникает пульсационный режим, подобный вышеописанному снарядному режиму для аппаратов с полыми трубами. Дальнейшее увеличение скорости газа приводит к струйному режиму, при котором газ проходит в виде сплошной фазы по каналам с наименьшей плотностью упаковки зернистого материала. [c.515]

Зернистые слои могут состоять ю моно- или полидисперсных частиц. В массообменных и каталитических процессах предпочтительнее использовать равные по размеру зерна, добиваясь при этом одинаковой степени отработки зерен или скорости внутренней диффузии компонента в каждом зерне. Монодисперсные элементы насадок обеспечивают равномерную плотность орошения в насадочных аппаратах, меньшее гидравлическое сопротивление и более высокую эффективность по сравнению с кусковой насадкой. Обычно в процессах получения или подготовки дисперсной твердой фазы (кристаллизация, грануляция, дробление) образуются зерна полидисперсного состава. Хотя в дальнейшем и предпочтительнее использовать частицы одного размера, однако необходимо учитывать дополнительные затраты, связанные с приготовлением монодисперсного материала. [c.556]

Аппараты с неподвижным зернистым слоем периодического действия снабжены устройствами дая загрузки зернистого материала и выгрузки его по истечении срока службы. В случаях, когда отработанный зернистый материал подвергается регенерации в том же аппарате, где происходит основной процесс, предусмотрены штуцеры ввода и вывода регенерирующих агентов. Таким образом, периодически действующий аппарат может работать постадийно стадия протекания основного процесса — стадия регенерации отработанной твердой фазы [6-11]. [c.561]

Взаимодействие сплошной среды с зернистым слоем осуществляется в контактных аппаратах с принудительным движением сплошной среды через зернистый материал. Разность статических давлений в потоке под и над слоем дисперсного материала определяет энергию, переданную зернистому слою. На рис. 6.9.6.1 представлена экспериментальная зависимость гидравлического сопротивления слоя частиц от фиктивной скорости легкой фазы (скорости, отнесенной к полному поперечному сечению слоя) [28-32]. При этом газ или жидкость подается под слой частиц, свободно лежащих на проницаемой распределительной решетке. Кривая, показанная на рис. 6.9.6.1, идеализирована, однако она отражает качественную картину гидродинамических процессов, происходящих при течении сплошной среды через любой зернистый материал. [c.578]

Если не имеется препятствий расширению слоя (зернистый материал свободно покоится на газопроницаемой подложке, а сплошная фаза подается снизу), то при определенной скорости движения среды, называемой критической м кр (точка В), когда силовое воздействие сплошной среды превысит вес частицы, последние приобретают подвижность и начинают перемещаться относительно друг друга, образуя взвешенный слой (участок ВС, рис. 6.9.6.1). Частицы твердой фазы во взвешенном слое хаотически движутся, вращаясь и соударяясь. Общий объем слоя увеличивается, увеличивается его пористость. Взвешенный слой твердых частиц назьшается также псевдоожиженным или кипящим, поскольку он, подобно жидкости, обладает текучестью. В момент начала псевдоожижения — в точке В — наблюдается пик перепада давления, что связано, в основном, с преодолением сил грения слоя частиц о стенку аппарата и в меньшей степени — сцеплением частиц друг с другом, перераспределением энергии газовых струй из отверстий решетки. Всплеск перепада давления для неуплотненных материалов в среднем составляет 5-10 % от Ар. При уменьшении скорости сплошной среды и обратном переходе слоя в неподвижное состояние пик перепада давления отсутствует (пунктир [c.578]

В кольцевых аппаратах зернистый материал располагается в форме полого цилиндра (рис. 6.9.2.1, в), а сплошная среда проходит через перфорированные боковые стенки радиально. Такие аппараты могут, подобно горизонтальным, пропускать большое колтество сплошной фазы при малом времени контакта фаз, имеют малое гидравлическое сопротивление и занимают гораздо меньше производственных площадей. В кольцевых аппаратах также существует проблема равномерной раздачи потока через перфорированные боковые стенки, но несущественны неоднородности, вызванные пристенными эффектами. [c.560]

На рис. 5.18 показан аппарат для противоточного контактирования жидкой фазы с твердой зернистой фазой [12]. Направляющий конус выполнен подвижным и снабжен устройством для его перемещения. На разгрузочной трубе установлены перфорированные тарелки, одна из которых вьшолнена подвижной, соединена с устройством перемещения конуса и снабжена щетками, расположенными по ее периферии, причем отверстия в тарелках выполнены в виде радиальных щелей типа жалюзи, расположенных под углом друг к другу. Дренажный узел представляет собой дугообразные каналы, расположенные по периметру корпуса, и сетки, закрывающие каналы, размещенные против щеток, а устройство для перемещения конуса выполнено в виде поплавка, установленного в нижней части корпуса. По оси вертикального цилиндрического корпуса 1 проходит загрузочная труба 2 с бункером 3 в верхней части. Уровень твердой фазы в бункере расположен выше верхнего торца корпуса. В верхней части корпуса размещен коллектор 4 для подачи жидкой фазы и кольцевой желоб 5 с наклонным днищем для выгрузки твердой фазы. Под загрузочной трубой установлен направляющий конус 6, кото- [c.201]

Установка образца. Образец готовится в виде столбика толщиной в 0,1 —0,2 мм, полученного набиванием порошка в стеклянный капилляр, или в мешочек из коллодия, или, что лучше, наклеиванием на тонкий стеклянный волосок (если образец не реагирует с воздухом), и устанавливается но оси камеры в держатель, где центрируется вращением основания с держателем. Правильность установки контролируется в микроскоп или в лупу (см. [18[). Камера с вложенной пленкой ставится на аппарат. С помощью светящегося в рентгеновском луче экрана проверяется правильность прохождения луча через камеру, после чего производится съемка. При съемке образец обычно врап1,ается, чтобы луч отражался от возможно большего количества плоскостей, отвечающих требованию уравнения Вульфа — Брэгга. В этом случае нормальный (см. 11.19) образец дает сравнительно равномерные тонкие линии. Если образец крупнозернистый, линии получаются неоднородными, почернение на них проявляется пятнами даже при вращении образца. Для характеристики величины зерна иногда целесообразно сделать съемку не только с вращением образца, но и без вращения. В последнем случае зернистость фазы проявляется пятнами на ее рефлексах. [c.138]

Экспериментальное исследование циркуляции зернистой фазы в таком аппарате проводилось Сомовым, Сарапкиным, Митевым и авторами [51 ]. Для опытов использовалась плоская прозрачная модель аппарата (20x250x600 мм), причем ширина входной щели менялась от 2 до 20 мм. В качестве дисперсной фазы применялся полистирол (р = 645 кг/м , р ас = 373 кг/м ) четырех фракций 1—2, 2—3, 3—4 и 4—5 мм. Методика исследования была основана на наблюдении за характером движения меченых (подкрашенных) частиц того же материала, импульсно (в количестве 2—3%) вбрасываемых в слой. О характере движения судили по кадрам кинопленки, снятой в отраженном свете. Для снятия зарядов статического электричества частицы покрывали тонким слоем алюминиевой пудры, а модель с двух сторон обрабатывали раствором антистатика. [c.57]

Модели с застойными зонами (рис. П-6) применимы к аппаратам со слабоперемешиваемыми участками. Так, ячеечная модель с застойными зонами применима к аппаратам с неподвижным зернистым слоем, диффузионная с застойны-ми зонами — к насадочным колоннам, а рециркуляционная с застойными зонами — к потокам легкой дисперсной фазы в роторно-дисковых экстракционных колоннах. [c.29]

Большинство установок с псевдоожиженным слоем твердого зернистого поглотителя, используемых в промышленности, — ступенчато-противоточ-ные с тарелками переточного тила. При этом установки, работаюш,ие с газовой и жидкой фазой, отличаются лишь конструкцией деталей и вспомогательного оборудования (в осноином конструкцией переточных устройств). Устано1ка для адсорбции в газовой фазе (рис. IX.22) состоит из стального цилиндрического адсорбера, секционированного переточными тарелками, и десорбера с движущимся слоем, в верхней части которого происходит десорбция острым паром, а в нижней — сушка адсорбента. Здесь адсорбция и десорбция пронодятся в отдельных аппаратах. [c.161]

В тох случаях, когда необходимо получить противоток зернистого материала и псендоожижаюв его агента в аппаратах непрерывного действия применяется последовательное секционирование на каскад последовательно расположенных псевдоожиженных слоев. В та] и л секциях происходит переход твердо11 фазы с верхних слоев на нижние под действием силы тяжести, либо через специальные [c.116]

В НИИХИММАШе для выбора фильтровального оборудования используется автоматизированная система, разработанная на базе ЭВМ ЕС-1033. Информационная база системы содержит данные примерно о 400 фильтрах и представлена в виде таблицы, в которой указаны их типоразмеры и модификации, а также признаки, включающие характеристику суспензии (свойства, концентрацию, крупность и плотность твердой фазы, свойства жидкой фазы, характер образующегося осадка и др.), условия работы, категорию исполнения аппарата по возможности обработки в нем взрывоопасных и токсичных веществ, конструкционный материал, степень механизации и автоматизации и др. Количественные признаки (например, рабочая температура, концентрация твердой фазы) разбиваются на подпризнаки с числовыми интервалами качественные признаки (например, характер осадка) разбиваются на группы качественных подпризнаков (например, зернистый, липкий и др). В информационной системе и опросных листах все признаки должны быть закодированы одинаково. Способность или неспособность аппарата данного типоразмера удовлетворить требованиям рассматриваемого подпризнака отмечается в таблице соответствующим знаком на пересечении строки и столбца (например, единицей или нулем). [c.192]

По результатам измерений массообмена для нереагирующей примеси (/( = 0) стараются оценить все входящие сюда параметры (/, р, 7, WnViIKp), а изучая кинетику данной реакции в неподвижном продуваемом зернистом слое катализатора, определить константу скорости каталитической реакции К (с ). Если определены все эти параметры, то можно далее аналитически или с помощью ЭВМ рассчитать распределение концентраций в плотной фазе Спл (г, I) и в пузырях с уз (г, t) и по соотношению (П.61) рассчитать выход—степень превращения реагирующего компонента в аппарате. [c.179]

Эффективность прсцессов,протекающих в системе Г-Т(адсор(Зция, контактирование на зернистых катализаторах и др.] в определяющей степени зависит от совершенства аппаратуры.Организация непрерив-ного передвнхмиия дисперсной твердой фазы в аппаратах такого рода. является весьма актуальной задачей. [c.123]

Модель полного смешения применяют также для технических расчетов реакторов в систе ме газ — жидкость с интенсивным раз-брызгивание.м жидкости потоком газа (аппараты типа трубы Вентури и с центробежным разбрызгиванием), а также в пенпых аппаратах небольших размеров. К режиму смешения по твердой фазе (а в определенных условиях и по газовой) относят реакторы с кипящим слоем твердого зернистого материала печи, контактные аппараты небольших разме-. ров. Модель смешения можно использовать при моделировании реакторов циклонного типа, например циклонных печей для сжигания серы и обжига сульфидных руд. [c.89]

Недостатки, присущие многосекционным аппаратам с провальными тарелками, а также с переточными устройствами, обусловили поиск более рациональной конструкции адсорбера. В последние годы разработаны адсорбционные аппараты со сменноциклическим перемещением адсорбента, в которых сочетаются достоинства псевдоожнжениого слоя с противоточным движением взаимодействующих фаз в последовательно секционированной колонне. На рис. 1-25 показана схема такого адсорбера [33, 34]. Аппарат представляет собой колонну 1, состоящую из отдельных секций с упорами 2. Колонна снабжена горизонтальными беспровальными перфорированными тарелками 3, каждая из которых может поворачиваться вокруг горизонтальной оси 4, проходящей через середину полки. Повороты осуществляются при помощи рычагов с противовесами 7 автоматическим приводом. Для подачи зернистого материала в аппарат сверху и вывода материала из него предусмотрены питатели. Очищаемая жидкость вводится снизу через распределительный слой 6, состоящий из неподвижной инертной пасадки. Проходя через слой зернистого материала на полках, жидкость псевдоожижает адсорбент и контактирует с ним. Отвод очищенной жидкости осуществляется через сборный лоток в расширенной части колонны. [c.164]

В аппаратах с насадками осуществляется взаимодействие двух сгоющных фаз, обычно жидкой и газовой (абсорбция, ректификация, экстракция, химические реакции). Аппараты представляют собой одно- или многосекционные колонны (рис. 6.9.2.1, o и 6.9.2.4), заполненные насадочными телами. В отличие от зернистых слоев насадочные имеют высокую пористость и больщую удельную поверхность (свободную поверхность засыпки, отнесенную к единице объема слоя). В аппаратах с насадками жидкая фаза, как правило, не занимает весь свободный объем, а растекается пленкой по поверхности насадки. [c.562]

И, наконец, еще одной причиной крупномасштабной неоднородности является тепловая деформащм зернистого слоя. Подавляющая часть каталитических процессов в газовой фазе протекает при высоких температурах, однако формирование зернистого слоя в каталитическом реакторе всегда происходит при нормальных температурных условиях. В результате несоответствия теплового расширения катализатора и стенок аппарата могут возникнуть в слое новые области сдвиговых деформаций [16]. Возможны различные случаи деформации зернистого слоя. При а. (а , а — коэффициенты линейного теплового расширения материала стенки аппарата и материала слоя) тепловые деформации в слое отсутствуют. При аст > а стенки реактора уходят от материала и в слое происходит подвижка частиц, приводящая к его рыхлению. Причем ближе к стенке это рыхление будет нарастать. При < а в слое возникают распорные усилия, которые могут привести к нарушению прочности зернистой среды и внезапной подвижке частиц, обеспечивающей сброс напряжений (наподобие землетрясения). [c.568]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология