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第五章流态化及气力输送 固体颗粒流态化 (Fluidization) 流化床阶段 床层受力情况为： 重力（向下）= （SI） 浮力（向上）= （SI） 阻力= 当几种力平衡时，即开始流化，即 重力=浮力+阻力 = 整理后得： uumf时，由于颗粒床层的重量不变，即 因此， 等于定值，故 不变 在气—固系统，ρp＞＞ρ， 可忽略 临界流化速度 临界流化速度 临界流化速度 带出速度ut 球形颗粒（当Rep＜2时） 对非球形颗粒，可对球形颗粒的ut加以修正修正系数 流化数 流化数F=u/umf：操作气速与起始流化速度之比。 一般流化床的流化数F在10～100之间，但对于细颗粒，由于床层中粒团的存在，流化数可高达1000以上仍能正常操作。如催化裂化装置的再生器 u=0.8～1.2m/s 流化床主要特性及流化类型 不正常的流化现象 改善聚式流化质量的措施 聚式与散式流态化的判断 聚式与散式流态化的判断 流化床床层高度及分离高度 流化床床层高度及分离高度 广义流态化体系 气力输送 (Pneumatic transport) 气力输送 (Pneumatic transport) 气力输送颗粒-流体两相流流动特性与流型图 气力输送颗粒-流体两相流流动特性与流型图 气力输送颗粒-流体两相流流动特性与流型图 两相模型 两相模型 两相模型 两相模型 拟均相法 气力输送的类型及装置 气力输送的类型及装置 气力输送的类型及装置 气力输送的类型及装置 气力输送的类型及装置 固体颗粒加料器的选用 气相对颗粒相的曳力 Fd ：对粒径为 dp 的颗粒 两相滑移速度 流体相摩擦阻力Ff,g：假定管内自由截面分率与 ? 相等，则 而将颗粒相的摩擦阻力 Ff,p 表达为 压降梯度对两相的作用力 F?p,g 和 F?p,p 分别表达为 以上各式中所有动力学参数及颗粒相摩擦系数 ?p 直接与管内空隙率有关。气力输送中固体加料速率和两相的流速都直接影响空隙率的大小。 气力输送加料比 颗粒质量流率为G，流体质量流率为w，则 粗略估算时常以加料比判断流型，例如有人将 ? = 15 作为密相输送与稀相输送的分界线。实际上，即使加料比相同，两相的物性或流速不同，气力输送管道中固体颗粒的真实体积密度并不一样。 或以体积流率之比 ? 来表达则为 在均匀分布条件下，空隙率与颗粒流速 c、气体实际流速 u1的关系为 气固两相间的相互作用力 Fd 是两相模型的核心，目前要预测其大小尚有许多困难，因此限制了两相模型的实际应用。 将两相视为一体来考察则不用考虑两相间的相互作用 Fd ，使问题得到简化 (在稀相输送条件下与实际情况相符)。 稳定输送段，颗粒、流体两相的加速度都为零时： 水平输送前两项可略去 颗粒流速 c 可用 IGT (Institute of Gas Technology) 修正式计算： Konno Saito 计算公式 式中： ? —— 流体相的摩擦系数 ?p —— 颗粒相的摩擦系数 稀相输送（? 15） 和密相输送（? 15） 负压体系：一般为稀相输送 正压体系： 低压：100 kPa；中压：300 kPa；高压：1000 kPa 组合体系： 气力输送系统风机的选用 风机特性曲线与流型图上的压降特性曲线适配。 如图，加料量为 G1 时，风机 II 和风机 I 均能满足稀相输送的操作条件。 加料量增加到 G2 时，风机 I 已不能满足稀相输送的条件。 加料量增加到 G3 时，两台风机都不能满足稀相输送的条件。风机特性曲线越陡峭（如正位移式风机），在稀相输送区操作范围内颗粒加料量的调节余地越大。 * * 流态化技术的应用 物理过程：干燥、移热、气力输送、包涂、吸附 合成反应：苯酐、醋酸乙烯、丁稀氧化脱氢制丁二烯 、顺丁烯二酸酐（马来酸酐）、乙烯氧氯化制二氯乙烷 矿石焙烧：硫铁矿焙烧、铁矿石的预还原、贫铁矿磁化焙烧、氧化铝煅烧、石灰石煅烧 能源化工（石油、煤和生物质）：催化裂化、重油裂化、费托合成、煤（生物质）燃烧或气化 核化工、生物化工、环境化工等 干燥 移 热 能源（石油、煤炭和生物质）加工 流化催化裂化过程FCC 煤（和生物质）的燃烧 流态化(流化床)：颗粒在流体中悬浮或随其一起流动。 强化颗粒与流体间