注册化工03第三讲.ppt

3.4 液体搅拌 第四部分 流体通过颗粒层的流动 第五部分 颗粒的沉降与输送 水平输送的沉积速度um2 （最小输送流速） 沉积速度ucS关联 关联图 6. 颗粒在水平管中的运动状态 1）悬浮流—颗粒基本均匀分布 2）底密流—颗粒密集于下半部 3）疏密流—悬浮输送的下限，但颗粒没停滞 4）停滞流—停滞集聚与吹走交替，不稳定 5）部分流—颗粒堆积于下半部，气流在上半部 6）柱塞流—堆积物料层充满输料管 倾斜管 当与水平线夹角10度时，按水平管计算 当与垂直线夹角8度时，按垂直管计算 当与水平线夹角为22~45度时，沉积速度比在水平管中的大1.5~3.0m/s 惯性分离器 a,b水平百叶板； c丝网； d转角式挡板； e波纹挡板； f槽形挡板； g流线型挡板 3．3 离心沉降 类似于重力场 离心力 浮力 曳力 离心分离因素 由于离心力∝ 当u一定时,通常以减小半径r来提高离心力。 沉降速度计算中，只要以ω2r代替g即可。 如斯托克斯区沉降 旋风分离器 能分离至5μm 工作原理： 利用u产生旋转场， 颗粒被沉降至壁后滑下 1.评价性能的主要指标： ①分离效率 总效率 粒级效率 分割直径dc50—ηi=50%的颗粒直径 旋风分离理论 内旋流、外旋流、分界处rt有最大切向速度utm 1）平衡轨道假说 在平衡轨道半径rb处，颗粒的离心力=曳力 rb=rt，粒级效率=50% 2）横混假说 近壁处流体层流，只要颗粒在离心作用下进入边界层，就可被捕集 分割直径dc50—ηi=50%的颗粒直径 由平衡轨道假说得到 ω= utm/ui Fi---入口面积； Hs---排气管下端到排尘口的距离； utm---内外旋流分界处最大切向气速； ui---入口气速 旋风分离器临界直径dc (理论上可完全除去的 最小颗粒直径) 标准型旋风分离器 Ne可取5，ui为入口气速 ②压降ΔP u↑, 沉降有利, 但ΔP↑ 标准型旋风分离器，可取ζ=8 2．操作中的两个问题： ①不得欠负荷运转 u↓,ω2r↓, ut↓,η↓ 一组旋风分离器并联，负荷不足时关闭几个。 ②锥底料封要严密 按mu1r1=mu2r2, 即使p1,p2均为正压,锥底r小,u大, p小,会出现负压。锥底若漏气,会重新卷起颗粒。 3．不利因素： ①气流上升时,部分颗粒的卷起 ②上部粉尘环，有时会被气体带出 4. 切流式旋风分离器 4. 切流式旋风分离器 粒级效率 修正粒级效率 4 固体流态化 4.1 流化床的操作分析 1．当u1ut时，固体颗粒不动—固定床 2．当u1刚大于ut时，固体颗粒被吹动， ε↑,使u1=ut，但uut,颗粒被吹起而不飞走 —流化床 3．u=ut，吹走颗粒ε→1, —载流床，颗粒输送(广义流态化) 起始流化速度umf—固定床向流化床转变点气速 带出速度ut—床内颗粒被吹走的速度 4.2 流化床的操作范围 1．操作流速u 流化床umfuut 载流床u≥ut 固定床u≤umf 实际表示了流化床的可操作范围的大小 大颗粒 小颗粒 (范围大) 流化数 反映实际操作状态 2．操作压降 ΔP与流速u无关 3．实际流化床 两种流化现象 ①散式流化—常见于液固系统 ②聚式流化—常见于气固系统 两者区别在于： 是否会出现空穴(不同于气泡) 4.3 流化床的主要特性 1．液体样特性 会流动, 会喷射出来 2．固体混合均匀 温度均匀 适用于强放热催化反应 3．恒定的压降 ΔP=L(1-ε)(ρp-ρ)g L↑,ε↑, 但L(1-ε)不变 膨胀比 4．气固接触的不均匀性 空穴(气泡相)中气速快, 乳化相中气速慢 可导致不正常现象①腾涌②沟流 ①腾涌—空穴占领整个床截面 ②沟流—气流短路，与内生不稳定有关 4.5 工业应用 ①干燥 ②强放热反应 ③沙子炉石油热裂解 3.5 气力输送和水力输送 固体颗粒输送：气-固、液-固 管内固体表观流速 管内流体表观流速 固体与流体的质量流量比(输料比) 入口固体体积分数 固体持料体积分率(持料量) 颗粒群密度 悬浮流体密度 悬浮物中固体和流体质量比