流态化原理及应用多媒体课件.ppt

《流态化原理及应用多媒体课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、流态化原理及应用PrincipleandApplicationofFluidization主讲：周勇敏10/5/2021第一章绪论1.1、流态化的基本概念及发展历史1.1.1流态化（Fluidization)的基本概念:——固体流态化的简称，即依靠流体流动的作用使固体颗粒悬浮在流体中或随流体一起流动的过程。普通应用于：（1）固体燃料的燃烧（2）煤的气化与焦化（3）化工生产中的气固相催化反应（4）物料干燥、加热与冷却（5）吸附和浸取（6）固体物料的输送等10/5/20211.1.2流态化的发展历史淘金、冶炼、淘米、扬簸等都可看成是流态化技术在生产和生活中的应用。1922年：

2、FritzWinkler(德国科学家）获得流态化气化炉的专利；1926年：FritzWinkler在洛伊纳（Leuna）建成第一台实用的常压流化床气化发生炉，用于煤的气化，实现了流态化的首次工业化应用。10/5/20211.1.2流态化的发展历史(续）上世纪40年代：美国麻省理工学院(MIT)和美孚石油公司(SOD．Co.)率先推出了流态化催化裂化装置(FCC)以取代传统的固定床法(Houdry)生产。第一台工业化规模的SOD—I型流化催化裂化装置于1942年建成。该装置采用石油蒸气为流态化介质。使催化剂粒子呈流态化运动，设备的传热效果明显改善，结构更为简化，处理能力大大

3、增加。从40年代中期开始，美国和加拿大等地出现了流态化焙烧装置，用于黄铁矿、石灰石等物料的焙烧或煅烧。1955年南京化学工业公司采用流态化技术焙烧黄铁矿生产SO2并制造H2SO4。10/5/20211.1.2流态化的发展历史(续）1957年：我国在辽宁葫芦岛采用流态化装置培烧精锌矿以生产ZnO和SO2，获得成功。50年代中期，采用新型的全沸腾风帽式流态化技术用于固体煤颗粒的燃烧，获得良好的效果。在燃烧技术领域，往往称这种全风帽式沸腾燃烧炉为“第一代沸腾炉”。1975年，原西德鲁奇Lurgi)公司在第一代风幅式全沸腾炉(也称鼓泡床燃烧炉)的燃烧装置中引入炉外分离装置，使燃烧

4、效率大大提高，这就是第二代沸腾炉一循环床沸腾燃烧锅炉。设置的分离装置可较好地实现气、固分离，使未燃尽的固体颗粒得以重新回到沪内燃烧．因而燃烧效率大大提高。10/5/20211.1.2流态化的发展历史(续）1979年，芬兰生产出第一台20t/h的商业化的循环流化床锅炉．实现了循环流化床的工业应用。几乎同时，原西德的鲁奇公司与拨伯葛(Babcock)公司联合研制的270t／h循环流化床锅炉在燃料适应性、燃烧效率、脱硫效率、固氮效率、负荷调节宽度等方面均取得了惊人的成功，解决了流态化燃烧装置的大型化问题，使流态化燃烧技术成为较有前途的清洁、高效的固体燃料燃烧技术。我国自1964

5、年开始流态化燃烧技术的研究工作；1965年开始工业应用；80年代以来，我国也开始重视循环床燃烧技术的研究工作；1988年11月35t／h循环床沸腾沪在山东明水热电厂投运。10/5/2021气力输送PneumaticTransport1.2、气固流态化的形成1.2.1流态化过程lnuln（Δp）/ln（H）固定床FixedBed流化床FluidizedBedumf10/5/20211.2、气固流态化的形成固定床阶段流态化阶段气力输送阶段流态化形成的三个阶段：介绍上述三个阶段前的几个概念：2、床层高度——固定床或流化床内固体物料的高度。1、空隙率10/5/20211.2、气固

6、流态化的形成固定床阶段空隙率不变；床层高度不变；床层压降随表观气速（空塔速度）的增加而增大。流化床阶段空隙率增大；床层高度增大；床层压降在表观气速的增加时保持恒定不变。气力输送阶段空隙率进一步增大；床层界面逐渐消失；床层压降随表观气速的增加而减小。气体对颗粒的曳力＋浮力<颗粒自身重力气体对颗粒的曳力＋浮力＝颗粒自身重力气体对颗粒的曳力＋浮力>颗粒自身重力10/5/20211.2、气固流态化的形成1.2.2流态化实现要素及特点1、实现要素固体颗粒的存在；流体（气体或液体）的存在；固体与潦体介质在特定条件下发生作用。固体颗粒粒度要求；具有合适的温度和压力，保证流态化的稳定；固

7、体颗粒与流体在一定空间（流化床）内相互作用10/5/20211.2、气固流态化的形成1.2.2流态化实现要素及特点2、特点主要优点主要缺点气固接触比表面积大，物理与化学过程速率高；床内温度、浓度等参数非常均匀稳定；由于具有流动性，非常容易实现连续操作；床内传热传质速率高；设备结构简单、造价低，运行安全可靠。气固两相系统复杂，工程放大难度高；鼓泡床操作时产生的大气泡容易形成气体的短路；床内返混明显，停留时间分布对连续生产时提高转化率不利；容易造成设备的磨损；需具有效率较高的收尘装置。10/5/2021（1）具有象液体一样的浮力（