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，共27頁，2023年，2月20日，星期一流態(tài)化的各種形式（5）流體流速再繼續(xù)增大列某一個程度時，固體顆粒將被流體惜出，此現(xiàn)象稱為氣流輸送，相應(yīng)的流速稱為顆粒帶出速度(ut)．尹芳華,《化學(xué)反應(yīng)工程基礎(chǔ)》,2000年04月第1版,第113頁第2頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一流態(tài)化技術(shù)優(yōu)點：(1)床內(nèi)物料的流化狀態(tài)，有助于實施連續(xù)流動和循環(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，可降低或消除內(nèi)擴散阻力，充分發(fā)揮催化劑的效能；(5)流化床的結(jié)構(gòu)比較簡單,緊湊，故適于大型生產(chǎn)操作；局限性：(1)氣體流動狀況不均，部分氣體以氣泡的形式通過床層,嚴重地降低了氣—固相接觸效率;(2)在連續(xù)流動的情況下，固體粒子的迅速循環(huán)和氣泡的攪動作用，會造成固體粒子某種不利的停留時間分布，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，加劇了對設(shè)備的磨損。第3頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一壓力噴霧干燥流程（垂直下降逆流型）第4頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一流態(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、固運動——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，一般又不超過帶出速度。第5頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一球形顆粒臨界流化速度：第6頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一球形固體顆粒的終端速率：第7頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一3、流化床的膨脹比流化床的體積與起始流化時的床層體積之比叫膨脹比。對于均一直徑的床層，它也就是流化床高L與起始流化時的床高Lmf正比第8頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一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)體振動流化床干燥機

第9頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一第10頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一第11頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一氣泡及其行為(1)氣泡的結(jié)構(gòu)兩種聚集狀態(tài)：固體顆粒極少的氣泡——氣泡相；包含絕大多數(shù)固體顆粒的連續(xù)相——乳化相。單個氣泡在流化床中上升的速度：第12頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一流化床中顆粒運動第13頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一3流化床中的傳遞過程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，共27頁，2023年，2月20日，星期一第15頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一第16頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一第17頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一2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，共27頁，2023年，2月20日，星期一(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反應(yīng)的進行具有重要意義。第19頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一XZG系列旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機第20頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一4、流化床中的數(shù)學(xué)模型1、簡單均相模型：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：實質(zhì)是將流化床過程的各個參數(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：此類模型考慮了分布器和自由空間的影響。干燥設(shè)備振動流化床第21頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一假設(shè)：兩相模型氣泡直徑第22頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一乳化相流況為活塞流ZG系列振動流化床第23頁，共27頁，2023年，2月20日，星期一第24頁