Способ проведения процессов в струйно-фонтанирующем слое

 

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ П:ЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 502827 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено18.12,74 (21)2083581/23-26 с присоединением заявки Ph— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 0612.77. Бюллетень ттв 45 (45) Дата опубликования описания 12.1277

2 (51) М. Кл.

В 01 J 8/18

Гввударвтввввн4 воавтвт

6оввта Мввввтров 666Р вв давая ваобрвтввв6 в открытий (53) УДК66.096.5 (088. 8) (72) Автор изобретения

Г.A.Èèíàåâ (71) Заявитель

Московский институт химического машиностроения (54) СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОЦЕССОВ В СТРУЙНОФОНТАНИРУЮЩЕМ СЛОЕ

Изобретение относится к технике организации процессов и системе газтвердые частицы и может быть использовано в химической промышленности и смежных с ней отраслях народного хо- 5 зяйстна.

Известен способ проведения процессон н системе газ — твердые частицы путем подачи газа н слой через отверстия газораспределительной решет- 10 ки н режиме псендоожижения. В дейстнующих аппаратах, нследстние малого начального импульса струй, длина струи н слое мала, по сравнению с высотой слоя. Величина отношения длины струи 15 к высоте слоя имеет значение порядка

X%/Нр 0,1, В этих условиях истечение газовых струй из отверстий газораспределительной решетки происходит и пузурьковом режиме, характеризующемся 20 зарождением пузырей над отверстием решетки, их ростом и подъемом Ь13 .

Слияние зародившихся пузырей приводит к образованию в непосредстненной близости от решетки гаэоных неод- 25 народностей более крупного размера и дальнейшему развитию неоднородности слоя, что отрицательно влияет на протекание ряда технологических процессов, снижает интенсивность межфазного взаимодействия, увеличивает динамический унос из слоя и др.

Известен также способ проведения процессов н струйно-фонтанирующем слое, включающий подачу н слой через отверстия гаэораспределительной решетки струй газа длиной (0,6-1,1) высоты слоя (2g .

Для гидродинамического состояния слоя по этому спрсобу характерно наличие двух различных форм межфазного нэаимодейстния газа с частицами: нзаимодейстние н струях и нзаимодейстние н псендоожиженном слое, расположенном между струями.

Недостатком иэнестного способа янляется низкая интенсивность процессон переноса н межструйных зонах слоя, что объясняется ограниченным рддттусом интенсифицирующего влияния струи н слое, имеющего порядок половины длины струи и сущестненно занисящего от физических свойств частиц, их размера состояния поверхности и др. Тесное расположение струй также снижает интенсинность межфазного взаимодействия, вследствии слияния струй и пузырей с обраэонанием крупных газовых прослоек и даже поршней °

582827

Пример

Характеристика состояния слоя

Слияние истекающих струй, образование крупных газовых пузырей в нерхней части слоя, резкое колебание поверхности слоя и интенсивное движение частиц в прирешеточной зоне

Организованная интенсивная циркуляция частиц по всей высоте слоя в струйной и межструйной зонах

Организованная интенсивная циркуляция частиц по всей высоте слоя в струйной и межструйной зонах

Цел ью и эос ге! ения нвлмется интен си,ри к ад и н -. е илома ссообмен а в слое .

Поc. авленная цель Достигается тем, т:- струи га=а подают при соблюдении соо:н ш ния шага между струями к их 5 длине 1 /ХХ„р (0,3-0,5) .

Повышейная интенсивность процессов гер. Носа в слое при указанных соотно-! с= ни ях usa i a между струями к их длине обусловлена вводом всего псевдоожижае i eгo а Ген тa н слой при н ач альных ус ловиях, обеспечивающих образование сравнимых по протяженности с нысотой слоя мощных струй, создание интенсивной циркуляции частиц чеРез стРую и )5 более интенсивное, чем в псевдоожиженном слое, движение частиц н межструйных зонах.

Па чертеже показано устройство для осуществления способа.

Устройство состоит иэ корпуса 1 аппарата с эернистым слоем, снабженного газораспределительной решеткой 2 с отверстиями 3 (круглой или прямоугольной формы) .

Способ осуществляется следующим об- 2" разом.

Б аппарат загружают зернистый слой и под гаэораспределительную решетку

2 подают воздух для псевдоожижения слоя. Ожижающий агент вводят н слой через отверстия 3 и создают в слое сраннимые по длине с высотой слоя струи.

В этих условиях реализуется струйный режим истечения газа, индуцирующий интенсивную циркуляцию частиц через струю. При шаге между струями, равным

0,3-0,5 их длины, обеспечинается неслияние струй, а также высокая интенснвность циркуляции частиц н межструйной зоне и создается гидродинамичес- 40

/ кое состояние, отличное от классического псевдоожиженного слоя и характеризующегося организованным нысокоинтенсинным циркуляционным движением частиц, низкой флуктуацией давления в 43 слое, отсутствием динамического уноса и проскока пузырей.

Длину струи определяют по уравнению:

К„.4о

Х 60 ф 0,366Щ С(Где Х вЂ” длина струи, мм; и — начальная скорость истечения о

j газа из отверстия, мусек;

Чо — начальный радиус отверстия, 51M i скорость витания частиц,м/сек;

C1 — коэффициент струи.

Пример 1. Цилиндрический аппарат иэ оргстекла диаметром 125 мм снабжен сменной перфорированной гаэораспределительной решеткой с параметрами: диаметр отверстий d,-1 7 мм, число отверстий )т =55, шаг между отверстиями 1 -"

-15 мм. В аппарат загружают слой сферического алюмосиликатного катализатора фракции 2-2,5 мм(скорость витания частицЦ -5,8 м/сек, коэффициент с1 =

0,82), высотой 92 мм, подают ожижающий агент в количестве 0,0147 м /сек и создают в слое струи длиной Х,(60мм при значении параметра t,/Õ - 0,25.

Через прозрачную стенку апйарата наблюдают за движением частиц слоя в струях и межструйных зонах.

Пример 2. Условия проведения опыта аналогичны примеру 1, а решетка имеет следующие параметры: диаметр отверстий

d - 2,8 мм, число отверстий и =30, шаг между отверстиями т =20,2 мм, длина струи составляет 64 мм, а параметр

t/Õ+ = 0,31.

Пример 3. Условия проведения опыта аналогичны примеру 1, а решетка имеет следующие параметры: диаметр отверстий d - 6 мм, число отверстий н

=15, шаг между отверстиями k 28,6 мм, длина стоуи составляет 61 мм, а пара« метр т / Хф 0,47.

Пример 4. Условия проведения опыта аналогичны примеру 1, а решетка имеет следующие параметры: диаметр отверстий д 11,5 мм, число. отверстий )Т =5, шаг между отверстиями 1 = 50 мм, длина струи составляет 92 мм, а параметр

1 / Хф 0,53.

Пример 5. Условия проведения опыта аналогичны примеру 1, а решетка имеет следующие параметры: диаметр отверстий с(=14 мм, число отверстий и 5, шаг между отверстиями 1 = 50 мм, длина струи составляет 80 мм, а параметр

f /Х 0 62, Реэультаты наблюдений за состоянием слоя следующие.

582827

Продолжение таблицы

Характеристика состояния слоя

Пример

Организованная интенсивная циркуляция частиц по в=ей высоте слоя в струйной зоне и пониженная интенсивность движения частиц в центре межструйных зон, образование застойных зон между отверстиями на решетке, провал частиц через отверстия

Организованная интенсивная циркуляция частиц по всей высоте слоя в струйной зоне с образованием застойных зон в межструйной зоне, провал частиц через отверстия

Формула изобретения

Составитель Н.Цетович

Техред A.Áoãäàí Корректор H. Ковалева

Редактор О.Иванова

4783/16 Тираж 947 Подписное

ЦНИИ1)И Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретениЯ и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

«)) к аз

Филиал 1ПШ Патент, г. Ужгород, ул . Проектная, 4! а

Анализ результатов показывает, что ввод всего ожижающего агента в слой при начальных условиях, обеспечивающих образование в слое струй длиной (0,6-1,1) высоты слоя, оптимален при 20 соблюдении соотношения шага между струями к их длине т/Хф = 0,3-0,5.

В этих условиях формируется струйнофонтанирующее состояние слоя практически беэ проскока пузырей и с интенсивной циркуляцией частиц по всей высоте слоя в струйной и межструйной зонах.

При отклонении от этого соотношения влево, т.е. при 4 /Х < 0,3, происходит слияние струй с зарождением в верхней части слоя газовых неоднородностей, приводящих к резкой пульсации давления в слое и выбросу частиц в сепарационное пространство. 35

При отклонении вправо, т.е. при

t. /Х@ 0,5, интенсивность движения частиц в межструйных зонах снижается вплоть до образования застойных эон.

Способ проведения процессов в струйно-фонтанирующем слое, включающий подачу в слой через отверстия газораспределительной решетки струй газа с соотношением длины струй к высоте слоя

Х /Нр (0,6-1,1), о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью интенсификации тепломасообмена в слое, струи газа подают при соблюдении соотношения шага между струями к их длине 4 /Хф =(0,3-0,5) .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Минаев Г.A. Дис.на соиск.учен. степени канд. наук, МИХИ, 1969 .

2.Авторское свидетельство СССР

9 298366, кл. В 01 3 8/18,19.10.67.