ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Подобие концентрационных полей из "Основы техники псевдоожижения" Промышленные аппараты для процессов, сопровождающихся выделением или поглощением тепла, снабжаются разнообразными теплообменными устройствами, преимущественно вертикальными и горизонтальными пучками труб, а также змеевиками различной формы. Важно, чтобы теплообменные поверхности не мешали псевдоожижению и не вызывали образования застойных зон вследствие экранирования отдельных областей слоя (чтобы предотвратить возникновение местных перегревов и агломераций твердых частиц). [c.589] В литературе имеются лишь отрывочные данные о влиянии теплообменных элементов и поверхностей на характер псевдоожижения. [c.589] Частично эти данные [114] приводились в главах И и ХП. [c.589] Некоторый интерес представляет цилиндрическая (коаксиальная) теплообменная поверхность (стр. 450) образование застойных зон при этом менее вероятно, чем в случае применения пучков труб, снабженных коллекторами. [c.589] Для улучшения однородности слоя и предотвращения продольного перемешивания в аппаратах предложено устанавливать конические направляющие перегородки, сужающие свободное сечение колонны и повышающие турбулентность потока, в результате чего пузыри газа, нарушающие однородность слоя, разрушаются (рис. ХП1-10). Теплообменные поверхности, помещаемые в слой, должны иметь, по возмол ности, обтекаемую форму (в особенности при ведении высокоэкзотермических процессов и низких числах псевдоожижения) или снабжаться обтекателями. [c.589] ПО сечению аппарата с учетом сползания вниз твердой фазы (вдоль стенок аппарата) или образования бугра материала на свободной поверхности исевдоожиженного слоя. Скорее всего это обстоятельство и обусловливает известные трудности, тормозящие в ряде случаев промышленное применение процессов исевдоожижения. Иногда такие трудности легко преодолимы, но существуют и сложные в этом отношении процессы (например, прямой синтез метил-и этилхлорсиланов, синтез углеводородов из СО и Нг, окисление нафталина во фталевый ангидрид и т. п.). [c.590] Рассмотрим подробнее вопрос о распределении ожижающего агента, связанный е характером движения потока в псевдоожиженных слоях, и его качественное отличие от движения в слоях неподвижной насадки. [c.590] Характер движения газового потока через неподвижные и псевдоожиженные слои. Установлено [39, 54, 219, 348, 381], что в результате менее плотной укладки частиц у стенок аппарата в неподвижном слое средняя скорость потока здесь увеличивается в 1,6—1,9 раза, а иногда и больше. Замеры с помошью термоанемометров показали [706], что максимальная скорость наблюдается в кольцевом зазоре на расстоянии от стенки, примерно равном диаметру частицы, а по оси потока может быть минимальной. Вследствие подобной неравномерности распределения газового потока скорость газа вблизи стенок может иногда даже превысить скорость начала псевдоожижения и слой у стенок на отдельных участках перейдет в псевдоожиженное состояние. [c.590] Увеличение порозности на периферии слоя, объясняемое обычно пристеночным эффектом , может быть вызвано также сепарацией материала при загрузке в аппарат [219] наиболее крупные куски материала скатываются к периферии, мелкие остаются в центре. Если не предпринять специальных мер по предотвращению сепарации, то не удается получить равномерного распределения потока по сечению аппарата. Изложенное относится к насадке широкого гранулометрического состава ири большом размере частиц (20—100 мм). В то же время опыты с насадкой из металлических шариков диаметром 20—75 мк показали, что сепарации частиц такого размера в процессе загрузки не происходит. [c.590] При переходе от неподвижного состояния к псевдоожиженному характер движения потока изменяется качественно. [c.590] В аппаратах небольшого диаметра с плоскими распределительными решетками газовый поток, как было показано в главе VI, имеет тенденцию проходить по центральному ядру, минуя периферийное кольцо слоя (см. рис. VI-l, б). Выяснено [568], что скорость газа у стенок аппарата может быть вдвое меньше средней скорости потока. [c.590] На рис. Х1П-11 [371] приведены эпюры концентраций SO2 в опытах ио окислению его в аппарате диаметром 1000 мм при числе исевдоожижения 4—6, которые, по-видимому, качественно соответствуют эпюрам скоростей газа в псевдоожиженном слое. Вероятный характер циркуляции твердых частиц, согласно этим опытам, представлен на рис. VI-2. [c.591] При ирименении вогнутых сферических распределительных решеток слой имеет наименьшую высоту иа периферии, а наибольшую— в центре. В этом случае восходящее движение частиц наблюдается на периферии слоя, нисходящее — в центральном ядре [317]. [c.591] Из приведенного видно, что характер направленного движения фаз в псевдоожиженном слое зависит в основном от конструктив-ных особенностей распределительной решетки и диаметра аппарата. [c.591] Влияние газораспределительных устройств на переход непо движного слоя в псевдоожиженное состояние подробно рассмотрено в главе III. На рис. XIII-12 представлено влияние доли живого сечения плоской перфорированной решетки в аппарате диаметром 512 мм. Из рисунка можно видеть, что точка начала псевдоожи- кения не является ярко выраженной, а постепенный рост перепада давления в случае (р = 4,1% свидетельствует о том, что при небольших числах псевдоожижения в слое имеются неожиженные или малоподвижные зоны. [c.591] При несовершенном газораспределительном устройстве каналы, полости и пузыри начинают образовываться сразу после перехода слоя в псевдоожиженное состояние. Склонность к каналообразованию всегда больше при применении распределительных перфорированных решеток, нежели пористых плит, число отвер стий в которых весьма велико. [c.592] Опытами [362] с моделью диаметром 305 (см. стр. 573) было показано, что конструкция газораспределительного устройства оказывает влияние на поведение слоя почти по всей его высоте. На рис. Х1И-13, , В, Г представлены опытные данные, характеризующие индекс колебания колонны , расширение слоя и диаметр типичного пузыря в зависимости от конструкции газораспределительного устройства. Заметное расширение слоя наблюдается при применении конического распределителя и решетки с колпачками только в случае крупных фракций материалов, а при использовании пористой пластины — фракций всех размеров. Это объясняется более равномерным распределением ожижающего агента пористой плитой (при других распределительных устройствах образовывались каналы и застойные зоны). Пористая пластина, как правило, дает большое число мелких пузырей в сравнительно низких слоях, но в случае крупных фракций материала, аппаратов небольших диаметров и высоких слоев могут образовываться поршни частиц, как и при применении других газораспределительных устройств. [c.596] Значение равномерности распределения газа для работы установок каталитического крекинга с псевдоожиженным слоем было продемонстрировано на примере процесса регенерации катализатора. В результате изменения конструкции газораспределительного устройства при том же содержании углерода на отработанном катализаторе количество кислорода в отходящих дымовых газах понизилось с 2% до 0,5% [317]. [c.596] Каталитический крекинг кумола в псевдоожиженном слое алюмосиликатного катализатора протекал в аппарате диаметром 76 мм на 30% эффективнее в случае пористой пластины, нежели в случае перфорированной решетки. [c.596] Вернуться к основной статье