化學(xué)反應(yīng)工程第七章 流化床反應(yīng)工程

化學(xué)反應(yīng)工程第七章流化床反應(yīng)工程第1頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月流態(tài)化的各種形式（5）流體流速再繼續(xù)增大列某一個(gè)程度時(shí)，固體顆粒將被流體惜出，此現(xiàn)象稱(chēng)為氣流輸送，相應(yīng)的流速稱(chēng)為顆粒帶出速度(ut)．尹芳華,《化學(xué)反應(yīng)工程基礎(chǔ)》,2000年04月第1版,第113頁(yè)第2頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月流態(tài)化技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：(1)床內(nèi)物料的流化狀態(tài)，有助于實(shí)施連續(xù)流動(dòng)和循環(huán)操作；(2)傳熱效能高，而且床內(nèi)溫度易于維持均勻。(3)氣—固相之間的傳質(zhì)速率較高。(4)粒子較細(xì)，可降低或消除內(nèi)擴(kuò)散阻力，充分發(fā)揮催化劑的效能；(5)流化床的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,緊湊，故適于大型生產(chǎn)操作；局限性：(1)氣體流動(dòng)狀況不均，部分氣體以氣泡的形式通過(guò)床層,嚴(yán)重地降低了氣—固相接觸效率;(2)在連續(xù)流動(dòng)的情況下，固體粒子的迅速循環(huán)和氣泡的攪動(dòng)作用，會(huì)造成固體粒子某種不利的停留時(shí)間分布，且轉(zhuǎn)化率不高,影響反應(yīng)速率和造成副反應(yīng)的增加。(3)粒子的磨損和帶出造成催化劑損耗，加劇了對(duì)設(shè)備的磨損。第3頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月壓力噴霧干燥流程（垂直下降逆流型）第4頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月流態(tài)化技術(shù)應(yīng)用：（1）催化裂化（2）丙烯—氨氧化制丙烯腈（3）萘氧化制鄰苯二甲酸酐2、流化床中的氣、固運(yùn)動(dòng)——流化床的流體力學(xué)流態(tài)化操作，必須使氣速高于臨界流化速度，一般又不超過(guò)帶出速度。第5頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月球形顆粒臨界流化速度：第6頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月球形固體顆粒的終端速率：第7頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、流化床的膨脹比流化床的體積與起始流化時(shí)的床層體積之比叫膨脹比。對(duì)于均一直徑的床層，它也就是流化床高L與起始流化時(shí)的床高Lmf正比第8頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月影響因素有固體顆粒的直徑和物性、氣體的流速和物性、床的直徑和高度、分布板的形式等，氣速越大或床徑越小則膨脹比越大或流化床的密度越小。雙質(zhì)體振動(dòng)流化床干燥機(jī)

第9頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第10頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第11頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月氣泡及其行為(1)氣泡的結(jié)構(gòu)兩種聚集狀態(tài)：固體顆粒極少的氣泡——?dú)馀菹?；包含絕大多數(shù)固體顆粒的連續(xù)相——乳化相。單個(gè)氣泡在流化床中上升的速度：第12頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月流化床中顆粒運(yùn)動(dòng)第13頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3流化床中的傳遞過(guò)程1．流化床中的傳熱（1）固體顆粒之間的傳熱：溫差很小，可以不予考慮；（2）顆粒與流體之間的傳熱：溫差很小，可以不予考慮；（3）床層與換熱面之間的傳熱：決定床層溫度和換熱面積大小的關(guān)鍵。第14頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第15頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第16頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第17頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2流化床中的傳質(zhì)

(1)粒子與流體間的傳質(zhì)

此式是以液體流化床的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)此式是以液—固和氣—固流化床數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)第18頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(2)氣泡與乳相間的傳質(zhì)氣相反應(yīng)物從氣泡向乳化相傳遞與反應(yīng)產(chǎn)物從乳化相向氣泡傳遞對(duì)反應(yīng)的進(jìn)行具有重要意義。第19頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月XZG系列旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)第20頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4、流化床中的數(shù)學(xué)模型1、簡(jiǎn)單均相模型：指全混流模型和活塞流模型：2、兩相模型：氣泡相(活塞流)—乳化相(活塞流)模型、氣泡相-乳化相(全混流)模型。兩相模型的參數(shù)需隨反應(yīng)器規(guī)模而變．3、氣泡模型：實(shí)質(zhì)是將流化床過(guò)程的各個(gè)參數(shù)集中體現(xiàn)在氣泡直徑上，此即所謂流化床的單參數(shù)模型泡尺寸。4、拓展了的流化床模型：此類(lèi)模型考慮了分布器和自由空間的影響。干燥設(shè)備振動(dòng)流化床第21頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月假設(shè)：兩相模型氣泡直徑第22頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月乳化相流況為活塞流ZG系列振動(dòng)流化床第23頁(yè)，課件共27頁(yè)，創(chuàng)作于2023