Способ проведения процессов в струйно-фонтанирующем слое

(51) М. К 581 2 воудврвтввванв аоаатотбоввтв 1 вававтров ШРао двове авоврвтввава отарнтай(45) Дата опубликовани исання 12.1277 72) Автор изобретения Г,А.Минаев(71) Заявнтел Московский институт химического машиностроени 54) СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОЦЕССОВ В СТРУЙНОФОНТАНИРУЮЩЕМ СЛОЕувеличивает динамилоя и др.е способ проведенияйно-фонтанирующемподачу в слой черезспределительной решетиной (0,6-1,1) высоты взаимодействия,ческий унос изИзвестен такпроцессов в стрслое, включающиотверстия гаэорки струй газа длслоя ь 21,газ- ольодинамическому спрсобу хразличных фовия газа с чв струях иженном слое,ми,Изобретение относится к технике организации процессов в системе твердые частицы и может быть исп зовано в химической промышленности и смежных с ней отраслях народного хо зяйства.Известен способ проведения процессов в системе газ - твердые частицы путем подачи газа в слой через отверстия газораспределительной решет ки в режиме псевдоожижения. В действующих аппаратах, вследствие малого начального импульса струй, длина струи в слое мала, по сравнению с высотой слоя. Величина отношения длины струи 16 к высоте слоя имеет значение порядка ХР/Нр 0,1, В этих условиях истечение газовых струй из отверстий газораспределительной решетки происходит в пузурьковом режиме, характеризующемся Ю зарождением пузырей над отверстием решетки, их ростом и подъемом ь 1 .Слияние зародившихся пузырей приводит к образованию в непосредственной близости от решетки газовых неод народностей более крупного размера и дальнейшему развитию неоднородности слоя, что отрицательно влияет на протекание ряда технологических процессов, снижает интенсивность межфаэного Для гидр го состоянияслоя по это арактерно наличие двух рм межфазноговзаимодейст астицами: взаимодействие взаимодействиев псевдоожи расположенноммежду струяНедостатком .известного способа является низкая интенсивность процессов переноса в межструйных зонах слоячто объясняется ограниченным рдДЩУсоминтенсифицирующего влияния струи вслое, имеющего порядок половины длиныструи и существенно зависящего от физических свойств частиц, их размера,состояния поверхности и др. Тесноерасположение струй также снижает интенсивность межфаэного взаимодействиявследствии слияния струй и пузырей собразованием крупных газовых прослоеки даже поршней,582827 Пример Характеристика состояния слоя Слияние истекающих струй, образование крупных газовыхпузырей в нерхней части слоя, резкое колебание поверхности слоя и интенсивное движение частиц в прирешеточной зоне Организованная интенсивная циркуляция частиц по всейвысоте слоя в струйной и межструйной зонах Организованная интенсивная циркуляция частиц по всейвысоте слоя в струйной и межструйной зонах ЦЕйс Ю И ЭОСгЕ ГЕНИЯ НВЛНЕТСЯ ИНТЕНсиФикаций 2 енломассообмена В слое.Посавленная цель Достигается тем,то струн газа подают при соблюдениисоо:н щения шага между струями к их 5длин.=. 1/Х(0,3-0,5),Пов ейная интенсивность процессовгер носа в слое при указанных соотношениях шага между струями к их длинеОб,словйена вводом всего псевдоожижающего агента в слОЙ при начальных условиях, обеспечивающих образованиесравнимых по протяженности с нысотойслоя мощных струй, создание интенсивной циркуляции частиц через стРую иболее интенсивное, чем в псевдоожиженном слое, движение частиц в межструйных зонах,Иа чертеже показано устройство дляосуществления способа.Устройство состоит иэ корпуса 1 аппарата с эернистым слоем, снабженногогазораспределительной решеткой 2 с отверстиями 3 (круглой или прямоугольной Формы) .Способ осуществляется следующим образом,Я аппарат загружают зернистый слойи под гаэораспределительную решетку2 подают воздух для псевдоожиженияслоя. Ожижающий агент вводят в слой фчерез отверстия 3 и создают в слоесравнимые по длине с высотой слоя струи.В этих условиях реализуется струйныйрежим истечения газа, индуцирующийинтенсивную циркуляцию частиц через Збструю, При шаге между струями, равным0,3-0,5 их длины, обеспечинается неслияние струй, а также высокая интенсйвность циркуляции частиц н межструйной зоне и создается гидродинамичес/кое состояние, отличное от классического псевдоожиженного слоя и характеризующегося организованным нысокоинтенсивным циркуляционным движениемчастиц, низкой флуктуацией давления в 43слое, отсутствием динамического уносаи проскока пузырей.Длину струи определяют по уравнению;ИоЧоХ 60ф 0,366 Я С,где х - длина струи, мм; и. - начальная скорость истечениягаза из отверстия, мусек;ЧО - начальный радиус отверстия,ММ)И - скорость витания частиц,м/сек;С 1 - коэффициент струи.Пример 1, Цилиндрический аппаРатиэ оргстекла диаметром 125 мм снабженсменной перфорированной гаэораспределительной решеткой с параметрами: диаметр отверстий д, -1,7 мм, число отверстий Й =55, шаг между отверстиями 1 -"-15 мм. В аппарат загружают слой сферического алюмосиликатного катализатора фракции 2-2,5 мм(скорость витаниячастицК,8 м/сек, коэффициент с 1 =0,82), высотой 92 мм, подают ожижающий агент в количестве 0,0147 мф/секи создают в слое струи длиной Х 60 ммпри значении параметра 1,/Х0,25.Через прозрачную стенку апйарата наблюдают за движением частиц слоя в струях и межструйных зонах.Пример 2, Условия проведения опытааналогичны примеру 1, а решетка имеетследующие параметры," диаметр отверстийд - 2,8 мм, число отверстий и =30, шагмежду отверстиями 1 =20,2 мм, длинаструи составляет 64 мм, а параметрй/Хф - 0,31.Пример 3. Условия проведения опыта аналогичны примеру 1, а решеткаимеет следующие параметры: диаметротверстийд - 6 мм, число отверстий н=15, шаг между отверстиями 1 28,6 мм,длина стоуи составляет 61 мм, а параметр т, / Хф0,47.Пример 4. Условия проведения опытааналогичны примеру 1, а решетка имеетследующие параметры: диаметр отверстий д 11,5 мм, число. Отверстий П =5,шаг между отверстиями 1 = 50 мм, длина струи составляет 92 мм, а параметр1 / Хф 0,53.Пример 5. Условия проведения опытааналогичны примеру 1, а решетка имеетследующие параметры: диаметр отверстийд:14 мм, число отверстий п 5,шаг между отверстиями 1 = 50 мм, длинаструи составляет 80 мм, а параметр/Х 0,62,Реэультаты наблюдений за состоянием слоя следующие.582827 6 Продолжение таблицы Характеристика состояния слоя Пример Организованная интенсивная циркуляция частиц по в:ейвысоте слоя в струйной зоне и пониженная интенсивностьдвижения частиц в центре межструйных зон, образованиезастойных зон между отверстиями на решетке, провалчастиц через отверстия Организованная интенсивная циркуляция частиц по всейвысоте слоя в струйной зоне с образованием застойныхзон в межструйной зоне, провал частиц через отверстия Формула изобретения Составит ехред А,ович Корректор Н, Ковал ь лактор О,Иванова гд 4783/16ЦНИИПИ Госудпо11303 947итета Совета Миий и открытийРаушская наб. Тираж арственного ко делам изобрете5, Москва, Жодпис стров еССР 4/5 1 атент д, ул .Проектная, 4 Фили ап ПП.Уж аАнализ 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 Ю 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 1 /Х 4 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. 35При отклонении вправо, т.е. при 4. /ХФ т 0,5, интенсивность движения частиц в межструйных зонах снижается вплоть до образования застойных эон. Способ проведения процессов в струй- но-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 по. дают при соблюдении соотношения шага между струями к их длине 1 /Хф =(0,3- -0,5) .Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1,Минаев Г,А. Дис.на соиск.учен.степени канд. наук, МИХИ, 1969.2.Авторское свидетельство СССР 9 298366, кл. В 01 У 8/18,19.10.67.