ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Унос из "Промышленное обезвоживание в кипящем слое" Сложность явления уноса твердой фазы из КС весьма затрудняет математическое описание процесса и методику его инженерного расчета с приемлемой для практики точностью. Общая картина уноса складывается с выноса из КС мелких частиц, скорость витания которых ниже скорости газа — так называемый кинетический унос, и выброса из КС плотных пакетов частиц с пузырями газа — инерционный унос. Частицы, выносимые по кинетическому механизму, могут быть выделены из потока газа, если аппарату придано определенное расширение в надслоевом пространстве, как это изображено на рис. 1.5. Пакеты, достигнув некоторой высоты подброса А, определяемой кинетической энергией пакета mW /2 = mgh, где т — масса, W — скорость движения частиц, разрушаются, и относительно крупные фракции должны вернуться в КС, а мелкие частицы, подхваченные газовым потоком, выноситься из аппарата. [c.24] Подобная схема построена на предположении о равномерности скоростей газа в каждом сечении надслоевого пространства. В реальных условиях наблюдается значительная неравномерность поля скоростей наряду с возрастанием скорости газа от стенок к центральной части аппарата в надслоевом пространстве проявляется хаотическое распределение скоростей, вызванное разрушением пузырей на поверхности КС всплесками и фонтанированием твердой фазы. Условия релаксации скорости газового потока довольно неопределенны флуктуация скоростей наблюдается на значительном расстоянии от поверхности КС. В результате неравномерного распределения скоростей часть мелких фракций возвращается в КС, а часть крупных — выносятся с потоком газа. Таким образом, характеристика уноса определяется, главным образом, условием работы надслоевого пространства — зоны сепарации частиц. [c.24] Исследования уноса на модельных установках с материалом узкого фракционного состава проводили Тодес и Цитович [20, Баскаков и Берг [21] и некоторые другие исследователи [22, 23. [c.25] При сушке солевых продуктов изменяется гранулометрический состав, что обусловлено физико-химической природой соли и режимом процесса. Это дополнительно усложняет картину, так что оценка уноса определяется данными испытаний на пилотных установках с последующим уточнением в процессе освоения промышленных агрегатов. Отметим, что узел пылеулавливания рассчитывают по объему газов, определяемого материально-тепловым балансом процесса величина уноса влияет на распределение продукта, выделяемого по ступеням очистки газа — этот показатель приходится уточнять при пусконаладочных работах. [c.25] При создании первых промышленных аппаратов для выбора высоты сепарационной зоны использовали с некоторым приближением рекомендации Зенза и Уэйли, но в отличие от обычно применяемых аппаратов цилиндрической формы сепарационное пространство имеет вид усеченного конуса с углом раскрытия 22° предполагалось, что расширение сепарационной зоны будет способствовать выделению из потока частиц определенной крупности. Исследования должны были подтвердить или скорректировать эти представления. [c.25] Исследования структуры надслоевого пространства проведены совместно с Черкезом [25—28] на промышленных и пилотных установках. [c.25] В аппарате с площадью решетки 8 м и высоте сепарационной зоны А=5000 мм общая картина аналогична (рис. 1.7, б). С ростом скорости газа от 1,5 до 1,7 м/с унос возрастает, но зона стабилизации пылесодержания остается постоянной и располагается на расстоянии 4000 мм от верхней границы КС. После двухстадийной сухой очистки газа в циклонах запыленность газов, практически, постоянна и равна 2 г/нм . [c.27] Изменение относительного содержания фракции 100 мкм (рис. 1.8) свидетельствует о существовании двух зон по высоте КС на расстоянии до 1800 мм в уносе преобладают частицы размером 250 и 300 мкм, скорость витания которых на данном уровне выще скорости газа на высоте от решетки 2800 мм в уносе содержатся в основном фракции 70 и 100 мм, скорость витания этих частиц ниже скорости газа. [c.27] Стабилизация относительного содержания мелких массов с наблюдается также на расстоянии 2800 мм от верхней границы КС. [c.28] На некоторой равновесной критической высоте скорости газового потока витания частиц, взвешенных в потоке, станут равными по мере протекания процессов число таких частиц будет возрастать до определенного предела, после которого выпадение частиц из потока должно происходить по законам стесненного падения. [c.28] Характер движения частиц в поле переменных скоростей в предположении равномерного распределения скоростей газа в данном сечении при угле равскрытия ф = 22° определен Черкезом на аналоговой машине, что позволило составить расчетные корреляции для определения критической или оптимальной высоты сепарационной зоны, обеспечивающей выпадение из потока частиц данного размера при заданной скорости газа результаты расчетов после обработки представлены в виде номограммы на рис. 1.9. [c.28] Возникло предположение, требующее дальнейшей проверки, о рециркуляции пакетов при определенной конфигурации надслоевого пространства, обеспечивающее возможность проводить процесс при скорости газа выше скорости витания без разрушения КС. [c.29] Подобный режим работы был реализован на некоторых промышленных установках, предназначенных для сушки крупнокристаллической калийной соли, которые пришлось в дальнейшем, по производственной необходимости, использовать для сушки мелкокристаллического продукта без изменения гидродинамического режима. Скорость газа в КС оказалась выше скорости, при которой происходит сушка мелкокристаллической соли, почти в два раза и приближалась к скорости витания, однако, при этом наблюдалось сравнительно небольшое возрастание уноса, но подобный режим работы оказался возможен только в аппаратах со сравнительно небольшой площадью решетки при вытянутой конфигурации надслоевого пространства и плавном его сужении по направлению к выходу газа. На рис. 1.10 показан аппарат подобной конфигурации для сравнения приведены основные размеры аппарата, предназначенного для сушки мелкокристаллической соли. Ранее было отмечено, что интервал изменения рабочих скоростей газа достаточно узок, так как даже при сравнительно небольшом превышении минимальной рабочей скорости стабильность КС резко снижается, но в аппаратах с конфигурацией сепарационной зоны, указанной на рис. 1.10, это ограничение снимается, и возникает возможность работы при скорости, равной или превышающей скорости витания. Однако для сохранения вытянутой конфигурации зоны сепарации с плавным сужением к выходу газа требуется значительное увеличение высоты аппарата, особенно для аппаратов больших габаритов, что не всегда может быть оправдано. [c.29] Возвращение в КС выбрасываемых пакетов частиц, их рециркуляция при плавном сужении верхней части сепарационной зоны можно объяснить уплотнением концентрации твердого на выходе газового потока, благоприятствующим стесненному падению не отдельных частиц, а агрегатов. Подобного рода представления о характере движения частиц были высказаны ранее Донатом [29] можно считать, что практический опыт в какой-то мере подтвердил его идеи. [c.29] Работа в режиме рециркуляции пакетов в известной мере соответствует режиму работы обжиговых печей для мелкого колчедана при скорости газа выше скорости витания частиц с непрерывным возвратом в КС циклонного продукта [30]. [c.31] Возможность сохранения КС при рециркуляции пакетного уноса отмечена, как нам кажется, впервые это новое свойство процесса нуждается в изучении и оценке возможности его практического использования. [c.31] Общая картина уноса на созданных промышленных аппаратах показала, что номограммы, составленные для классификации уноса, оказались полезными для выбора высоты зоны сепарации, исключающей попадание в циклонный продукт крупных частиц. Эффективность сепарации пакетного уноса несколько увеличилась благодаря расширению сепарационной зоны, способствующему релаксации скоростей газового потока возможно, что с этих позиций более целесообразно не плавное, а достаточно резкое расширение надслоевой зоны, но и этот вопрос также нуждается в дальнейшем исследовании и проверке. [c.31] значение оптимальной рабочей скорости газа при использовании высокотемпературного теплоносителя связано с изменением структуры прирешеточной зоны скорость газа должна соответствовать экстремальному изменению характера движения частиц на решетке, при котором исключается возможность перегрева материала. Перегрев солей, склонных к спеканию и комкованию, вызывает замазывание решетки и выход аппарата из строя. Зависимость оптимальной скорости газа от размера частиц может быт представлена как Re = 0,24 /AT, что соответствует области сильно развитого псевдоожижения. [c.31] Вернуться к основной статье