第五章颗粒的沉降与流态化讲述.ppt

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第五章颗粒的沉降与流态化讲述

第五章 颗粒的沉降与流态化 第一节 概 述 第二节 颗粒的沉降运动 二、静止流体中颗粒的自由沉降 三、沉降速度的讨论与应用 第三节 沉降分离设备 第四节 固体流态化技术 一、流化床的基本概念 二、实际流化现象 三、流化床的主要特性 四、流化床的操作范围 五、流化质量 第五节 气力输送(自学) 返回 旋风分离评价指标: (1)分离效率 a、总效率 b、粒级效率 (2)压降 CLG型:ξ= 5.0-5.5 分割直径:指经过旋风分离器后能被除下50%的颗粒直径。 高效旋风分离器的分割直径可小至3~10μm 提高分离效率方法: ⑴ 锥底集尘斗密封良好, 否则空气窜入影响分离效率 ⑵ 下部设计成上小下大扩散式, 减小尘粒重新卷起的可能性 ⑶ 进气管略低于器顶一小段距离, 并切向开狭槽防止粉尘环 作业P168: 4、5 ● 流化床的基本概念 ● 实际的流化现象 ● 流化床的主要特性 ● 流化床的操作范围 ● 流化质量 流态化技术是20世纪四十年代化工原理上的重大发现,运用非常广泛。 大量固体颗粒悬浮于运动的流体之中,颗粒具有类似 于流体的表观特性,这种流固接触状态称为固体流态化。 二次大战后,石油催化裂化的催化剂再生,原来是通空气使 表面炭层烧除,易发生危险,用流化技术后得到改进,石油加 工得到发展。 1、流态化的理论根据—单颗粒运动 悬浮 ↑上浮 ↓下沉 · u ut 2、流化床存在的基础—大量颗粒群居 颗粒能在相当宽范围内悬而不走,离开群体的个别颗粒上升后, 速度将减小,则会回落。 u :空塔速度(表观速度),u1:流体通过颗粒空隙的实际流速,两者关系为 u = u1ε L L e u d e 、 u 1 3、流态化机理 通过调节气速,改变床层的空隙率,使床层处于流态化。 固定床阶段 → 流化床阶段 → 颗粒输送阶段 流化床过程的几个阶段 聚式流化 气-固系统 存在空穴(气泡)的移动和合并 空穴破裂→ 界面起伏 界面以下 浓相区 界面以上 稀相区 均匀颗粒理想流化,实际流化床颗粒不均匀。 散式流化 液-固系统 固体颗粒均匀分布、上界面清晰 1、液体样特性 2、固体颗粒的均匀混合 流化床的主要优点 流化床的一般特性 3、气流的不均匀分布和气-固的不均匀接触 (1)腾涌或节涌 (2)沟流( a 、b) 流化床的严重缺点 流化床床层压降 =(重量-浮力)/单位床截面积 流化阶段,压降与气速无关,始终保持定值 4、恒定的压降 流化床的重要优点 固定床 流化床 带出开始 C B A ¢ 起始流化速度 D ( 带出速度 ) 表观速度 logΔP log u 流体通过颗粒床层的压降 推导: 流化床的优缺点比较 ① 颗粒混合均匀——床层温度差小 ③具有流动性——便于输送 ②恒定压降——可使用小颗粒 优点: 小颗粒 大(比表面积),则阻力大。 对固定床则不同, ① 流动不均匀(空穴的存在引起),催化剂利用率、 反应器利用率均较低。 ②催化剂破碎严重(相互碰撞引起),损失大。 (一般需配套良好的旋风分离器) 主要用途: 缺点: 强放热反应 催化剂再生 细颗粒干燥 因为床层的非均匀性,不能简单以颗粒直径求起始流化速度 umf 原因在于: 1、起始流化速度 umf * 第一节 概述 第二节 颗粒的沉降运动 第三节 沉降分离设备 第四节 固体流态化技术 第五节 气力输送 本章考察流固两相物系中固体颗粒与流体之间的相对运动 流体相对颗粒的流动 流体绕过颗粒的流动 颗粒在流体中的流动 流体通过颗粒床层的流动 过滤 重力沉降 离心沉降 机械分离 固体颗粒与流体间的相对运动在化工生产中的应用有: (1)两相物系的沉降分离

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