气固两相系统教程ppt课件.ppt

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1、5.1流态化的基本特征5.2最小流态化速度5.3最小鼓泡速度5.4流态化气泡特征5.5Geldart颗粒分类5.6流化床反应器的结构5.7流化床的高度与直径5气-固两相系统5.1流态化的基本特征流态化曲线——床层孔隙率（或床层高度）、压降与流体表观流速的关系曲线。流体通过流化床的阻力流体通过颗粒床层的阻力与流体表观流速（空床流速）之间的关系可由实验测得。    下图是以空气通过砂粒堆积的床层测得的床层阻力与空床气速之间的关系。由图可见，最初流体速度较小时，床层内固体颗粒静止不动，属固定床阶段，在此阶段，床层阻力与流体速度间的关系符合欧根方程；当流体速度达到最小流化速度后

2、，床层处于流化床阶段，在此阶段，床层阻力基本上保持恒定。1、有明显的临界流态化点和临界流态化速度;2、流态化床层的压降为一常数;3、有平稳的流态化界面;4、流态化床层的空隙率在任何流速下,都具有一个代表性的均匀值,不因床层内的位置而变化。理想流化床的特点:实际流化床的特点:固定床与流化床分界点所对应的流体表观流速。请同学们总结出实际流化床的特点？？？？临界流态化速度临界流化状态（速度）流体的流速达到颗粒受到的阻力=重力-浮力颗粒悬浮在流体中床层压降的理论值5.2最小流化速度确定方法①可由实验测定，即通过Δp-u关系曲线确定。②可用近似计算法求得——量纲分析或相似理论法。1

3、、细颗粒2、粗颗粒3、有不良流态化现象发生时根据上节中的欧根方程，对于小颗粒(Rep＜20）又可以利用固定床压降的计算式（5-32）（1）流化床的压降（2）固定床的压降此时，床层压降既符合固定床计算式，又符合流化床计算式。设流化床的床层高度为L，床层空隙率为ε，则此时，床层压降既符合固定床计算式，又符合流化床计算式。流化床的操作范围1、起始流化速度umf5.3最小鼓泡速度对于小颗粒，u=umf时，散式流化床u

4、有关；2、相同的颗粒，相同的流化速度、相同的深宽比具有相同气泡与颗粒流型；3、尾涡与尾迹的产生常见的三种气泡尺寸定义(1)投影尺寸——db；(2)气泡弓玄尺寸——dbh；(3)体积尺寸——dbv；5.4流态化气泡特征气泡的尺寸与速度(1)床层高度增加，气泡增加；(2)流态化速度增加，气泡增加；(3)气泡间存在合并长大过程，同时大气泡可分裂为许多小气泡；(4)流化床存在最大平衡气泡尺寸气泡晕单个气泡：顶部球形，尾部内凹。在尾部由于压力比近旁稍低，使一部分粒子被卷了进去。形成局部涡流——尾涡在气泡上升途中，不断有一部分粒子离开这一区域，另一部分粒子又补充进去。这样，就把床层下

5、部的粒子夹带上去，促进了整个床层粒子的循环和混合。所以气泡是床层运动的动力。气泡外形成一层不与乳相中流体相混合的区域。这一层为气泡云，在其中，气泡内的气体与固体颗粒获得了有效的接触，得到反应。气泡越大，气泡的上升速度越快，气泡云也就越薄，气泡云的作用也就减弱。气泡云和尾涡都在气泡之外，可合称为泡晕。1、是床层运动的动力，加剧气-固两相相对运动；气泡的作用3、参与传质，使反应物：气泡相乳相；产物：乳相气泡相2、造成床层内颗粒的剧烈搅拌，使流化床具有很高的颗粒与气体、床料与表面的换热速率，因此流化床具有等温的特征；4、降低流化床气固接触效率；5、上升到床层表面破碎时，将大量颗

6、粒抛入床层上方，使流化床颗粒损失。5.5Geldart颗粒分类1、C组颗粒2、A组颗粒3、B组颗粒4、D组颗粒5.6流化床反应器的结构流化床反应器类型按固体颗粒是否在系统内循环分(1)单器流化床(2)双器流化床按床层的外型分(1)圆筒形(2)圆锥形按床层中是否置有内部构件分(1)自由床(2)限制床按反应器内层数的多少分(1)单层(2)多层工业生产中常见流化床反应器形式工业生产中常见流化床反应器形式工业生产中常见流化床反应器形式流化床反应器结构反应器主体扩大段分离段浓相段锥底锥底：一般锥角为90°或60°作用：对进入气体起预分布作用、卸催化剂。床层（浓相段）：床高与催化剂的

7、装填量、气速有关，是反应器的有效体积。通常催化剂填充层的静止高度与流化床直径的比值很少超过1，一般接近于1。分离段扩大段流化床反应器结构包括气体预分布器和气体分布板。其作用是使气体均匀分布，以形成良好的初始流化条件，同时支承固体颗粒。以下为常见气体分布板形式：凹型筛孔板单个直孔泡帽气体分布装置：泡帽侧缝分布板泡帽侧孔分布板气体分布装置条形侧缝分布板直孔泡帽分布板气体预分布器同心圆锥壳式分布器帽式分布器充填式分布器开口式分布器弯管式分布器气体预分布器包括档网、档板和填充物等。作用：破碎气体在床层中产生的大气泡，增大g-s相间的接