ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Размер и удельный вес частиц из "Основы техники псевдоожижения" Как известно, однородность псевдоожиженного слоя твердых частиц повышается с уменьшением их размера. Однако ниже определенного его предела возрастают силы взаимодействия между частицами, что противодействует упорядоченному расширению слоя, способствует агломерации частиц и каналообразованию. Судя по литературным данным [317, 642], этот критический размер частиц близок к 40—70 мк. [c.574] Опытами с моделью диаметром 305 мм [362] установлено, что вибрация аппарата, расширение слоя, диаметр типичного пузыря и флуктуации перепада давления в слое значительно возрастают с увеличением размера частиц (рис. ХП1-3). [c.574] Фракционный состав смесей твердых частиц часто условно ха рактеризуется значением фиктивного коэффициента неоднородности [247] / = ео/с )о, где (/во и ю —диаметры отверстий сит, через которые проходит соответственно 60 и 10% частиц. Смеси твердых частиц, характеризующиеся значениями Кц 2,5, менее склонны к поршневанию и каналообразованию. [c.574] Использование узкой фракции зернистого материала приводит, как правило [338, 642], к худшему качеству псевдоожижения, чем в случае смеси частиц разных размеров. Так, например, процессы обжига протекают более устойчиво [338] при использовании широкой фракции обрабатываемого зернистого материала (с содержанием от 20 до 40% мелких частиц). Увеличение содержания крупных частиц приводит к возрастанию неоднородности псевдоожижения, ухудшению контакта между фазами и транспорта твердой фазы, повышению эрозии аппаратуры и коммуникаций. [c.574] В процессе каталитического крекинга предпочитают катализатор с некоторым содержанием частиц даже менее 40 мк [157], как видно из приведенных ниже данных. [c.575] Понижение содержания мелких частиц катализатора с 35 до 8% нарушало режимы работы регенераторов и реактора и приводило к увеличению потерь твердой фазы [512, 647]. [c.575] Напротив, при уменьшении среднего размера частиц с 73 до 65 мк за счет добавления мелких фракций потери катализатора на установке крекинга снизились примерно на 35%. При ухудшении качества псевдоожижения из-за недостатка мелких фракций нагрузка циклонов становится неравномерной вследствие образования газовых пузырей и каналов. При этом потери катализатора из-за кратковременной перегрузки циклонов могут быть весьма существенными. [c.575] Для обеспечения нормального хода процесса необходимо непрерывно контролировать и восполнять потери мелкой фракции катализатора. [c.576] Немаловажную роль может сыграть то обстоятельство [317], что сферическая частица диаметром 100 мк весит в 1000 раз больше, чем частица диаметром 10 мк, тогда как ее объем в 3—4 раза меньше объема 1000 частиц диаметром 10 мк. Совершенно очевидно, что в зависимости от соотношения между количествами мелких и крупных фракций плотность псевдоожиженного слоя существенно изменяется. При одном и том же среднем размере частиц фракция с широкими пределами изменения размеров имеет более высокую плотность, чем узкая фракция. [c.576] Выбор размера твердых частиц (например, катализатора) определяется зачастую кинетическими особенностями процесса. Как показали исследования [56], активность катализатора зависит от глубины проникновения реагирующих веществ в гранулу и от размеров последней. Установлено, например [371], что в процессе окисления ЗОг в 50з глубина проникновения реагирующих веществ в зерна неподвижного ванадиевого катализатора составляет 0,75 ллг при средних и 1,5 мм при высоких степенях превращения. [c.576] Активность ванадиевого катализатора в псевдоожиженном слое возрастает с уменьшением размера частиц до 1 мм [371]. При переходе к частицам меньшего размера (менее двойной толщины слоя внутренней диффузии) скорость процесса (рис. ХП1-4) начинает падать [286]. Кроме того, с уменьшением размера частиц возрастает степень перемешивания газа в аппарате. В результате при уменьшении диаметра частиц катализатора с 1,5 до 0,38 мм скорость процесса окисления сернистого ангидрида [371] снизилась более чем в два раза, несмотря на значительное увеличение внешней поверхности частиц. [c.576] Следует, однако, иметь в виду, что уменьшение размера частиц при одинаковой линейной скорости приводит к улучшению теплотехнических характеристик слоя и, в первую очередь, к увеличению коэффициента теплоотдачи. [c.576] Влияние удельного веса частиц на качество их обработки можно показать на примере сушки бикарбоната аммония [467]. Установлено, что при прочих равных условиях конечная влажность соли, выгруженной из нижней части слоя, выше, чем из верхней. Это объясняется, очевидно, сепарацией частиц в слое по удельному весу — более тяжелые влажные частицы опускаются вниз. Описанное явление выражено менее резко при повышении температуры и числа псевдоожижения. [c.577] Попутно заметим, что при подаче сырого материала шнеком в псевдоожиженный слой мелких частиц попадают сравнительно крупные гранулы, которые тонут в слое и оседают на распределительную решетку. В этом случае в слое происходит сепарация частнц не только по удельному весу, но и по размеру. [c.577] Влияние формы частиц рассмотрено в главе IV. [c.577] Вернуться к основной статье