固體流態(tài)化及氣力輸送

固體流態(tài)化及氣力輸送第1頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)固定床階段

顆粒靜止（流體空床流速小，顆粒受曳力?。淮矊痈叨?、空隙率，均保持不變；阻力服從歐根方程(）。第2頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月

(2)流化床(沸騰床)階段空床流速↑，顆粒受曳力↑，把顆粒托起；

臨界流化狀態(tài)(起始流化狀態(tài)）：

最小流化速度空床流速一定時，有一個穩(wěn)定的床層上界面。第3頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月

(3)顆粒（氣力或液力）輸送當(dāng)u=ut時，顆粒被帶走。

帶出速度：顆粒被吹出的臨界速度。第4頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月3.7.2流化床類似液體的特性流化床類似液體的性質(zhì)第5頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月

（1）密度比床層密度小的物體能浮在床層的上面;

（2）床層傾斜，床層表面仍能保持水平；

（3）床層中任意兩截面間的壓差可用靜力學(xué)關(guān)系式表示（△p=ρgL,）；

（4）有流動性，顆粒能像液體一樣從器壁小孔流出；（5）聯(lián)通兩個高度不同的床層時，床層能自動調(diào)整平衡。 第6頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月3.7.3流體通過流化床的阻力

固定床階段，阻力服從歐根方程，如圖中a段；流化床階段，床層壓降基本恒定，如圖中cd段；氣流輸送階段，壓降減小，如圖中e段12351020304050100水力或氣力輸送流化床固定床斜率=1umfaa'夾帶開始△p,mmH2Oe空氣流速ucm/s流化床阻力損失與流速的關(guān)系（空氣、沙粒系統(tǒng)）c,dbut第7頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月

即：流化床層阻力=單位面積床層中顆粒的總重力，

因此流化床階段，床層壓降基本恒定。流化床階段，近似認(rèn)為顆粒處于動態(tài)平衡。第8頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月3.7.4流化床的不正常現(xiàn)象（1）騰涌①現(xiàn)象：氣泡長大將床層分成相互分開的氣泡和顆粒層顆粒層象活塞一樣被氣泡向上推動，到達(dá)床層上界面，氣泡崩裂，顆粒分散下落。②原因：氣-固流化床中床層高度與直徑的比值過大或氣速過高。③后果：床層阻力大幅度波動，器壁被顆粒磨損加劇，設(shè)備振動，甚至將床中構(gòu)件沖壞第9頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）溝流現(xiàn)象①現(xiàn)象：氣體通過床層時形成短路，床層內(nèi)密度分布不均勻，氣、固接觸不良，部分床層變成死床。②原因：與顆粒的特性、堆積情況、床層直徑及氣體分布板有關(guān)。③發(fā)生溝流現(xiàn)象時，床層阻力較正常值低第10頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月3.7.5流化床的操作(1)臨界流化速度臨界流化狀態(tài)：可按固定床計算（歐根方程）說明：公式誤差較大，一般應(yīng)以實驗數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。第11頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)帶出速度ut顆粒被流體帶走時，注意：計算不均勻顆粒床層的帶出速度用最小顆粒直徑，保證操作可靠性。(3)流化床操作范圍

第12頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月①濃相區(qū)（床層）高度：床層上界面以下的床層高度。3.7.6流化床的高度與直徑(1)流化床的高度高度=濃相區(qū)高度+稀相區(qū)高度濃相區(qū)稀相區(qū)第13頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月②

稀相區(qū)高度（分離高度）：濃相區(qū)上界面到稀相區(qū)顆粒濃度恒定處的距離。◆分離高度取決于顆粒的粒度分布、顆粒的密度和氣體的密度、粘度及結(jié)構(gòu)尺寸和氣速?！裟壳埃袩o可靠的計算公式。◆氣速愈大，分離高度愈大。第14頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)流化床的直徑

確定好流化床的操作氣速后，即可根據(jù)氣體的處理量確定流化床所需的直徑D。V-氣體的處理量，m3/s

；

u-流化床的實際操作氣速，m/s。第15頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月優(yōu)點：①系統(tǒng)密閉，可避免物料飛揚，減少物料損失，改善勞動條件；②輸送管線受地形與設(shè)備設(shè)置的限制??；③輸送的同時易于進(jìn)行物料的干燥、加熱、冷卻等操作；④設(shè)備緊湊，易于實現(xiàn)過程的連續(xù)化與自動化。缺點：①動力消耗大、顆粒尺寸受一定限制；②在輸送過程中顆粒易破碎；③管壁受到磨損；④不適用于含水量大、有粘附性或高速運動時易產(chǎn)生靜電的物料。3.7.7氣力輸送的一般概念氣力輸送：利用氣體進(jìn)行顆粒輸送的過程。常用介質(zhì)：空氣。第16頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月3.7.8氣力輸送的類型氣力輸送類型：稀相輸送、密相輸送。固氣比R：單位質(zhì)量氣體單位時間內(nèi)所輸送的固體質(zhì)量。（1）稀相輸送固氣比R

<25以下（通常為0.1~5)的氣力輸送，輸送距離不長,一般為100m以下。(2)密相輸送

固氣比R>25的氣力輸送；用高壓氣體壓送物料。第17頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月利用慣性、過濾、靜電等作用，從氣體或蒸氣中除去所含固體顆粒或液滴而使之凈化，或者用液體對氣體進(jìn)行洗滌，即所謂的濕法凈制。3.8氣體的其他凈化方法3.8.1慣性分離器

原理：利用氣體與顆粒密度不同的性質(zhì)，在氣體的流動路徑上設(shè)置擋板以使氣體在流動時發(fā)生突然的轉(zhuǎn)向，由于顆粒的慣性大，不易改變流動方向，因而可從氣體中分離出來。

適用：從氣體中分離出固體顆?；蛞旱巍?/p>

優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、阻力小;缺點：分離效率不高，用作預(yù)除塵。第18頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月說明：顆粒的直徑及密度越大、氣速越大、氣體轉(zhuǎn)折的曲率半徑越小，則除塵效果越好。

擋板塵灰慣性分離器組第19頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月3.8.2袋濾器

使含塵氣體穿過袋狀濾布，以除去其中的塵粒的設(shè)備。優(yōu)點：能除去1μm以下的微塵、除塵效率高缺點：投資費用高、清灰麻煩、用于處理濕度高的氣體時，應(yīng)注意氣溫須高于露點。適用：在旋風(fēng)分離器后作為末級除塵設(shè)備。1－排氣口；2－上部箱體；3－噴射管；4－文氏管；5－控制器；6－氣包；7－控制閥；8－脈沖閥；9－進(jìn)氣口；10－濾袋；11－框架；12－中部箱體；13－灰斗；14－排灰閥第20頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月3.8.3靜電除塵器利用直流高壓電源使塵粒沉降的設(shè)備，基本部分為兩個高壓電極。原理：在放電電極周圍產(chǎn)生電離圈，氣體通過電離區(qū)時發(fā)生電離，電離產(chǎn)生的正負(fù)離子在向兩極運動過程中撞擊粉塵粒子，使塵粒帶上電荷被兩極吸引而從氣體中分離出去。優(yōu)點：有效地?fù)浼?.1μm甚至更小的煙塵或霧滴，分離效率可高達(dá)99.99%；阻力小、氣體處理量大。缺點：設(shè)備費和運轉(zhuǎn)費均較高、安裝管理要求嚴(yán)格。第21頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月3.8.4濕式除塵器

使含塵氣體與水或其他液體相接觸，利用水滴和塵粒的慣性碰撞及擴(kuò)散、粘附等作用把塵粒從氣流中分離出來的設(shè)備。（1）水膜除塵器

優(yōu)點：除塵效率高、阻力小、結(jié)構(gòu)簡單；缺點：設(shè)備體積大、占地多、金屬消耗量大。1－外殼；2－螺旋倒流片；3－內(nèi)芯；4－灰漿斗第22頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月優(yōu)點：能除去1μm以下的微塵、除塵效率高、結(jié)構(gòu)簡單、維修管理方便、可用于除霧、降濕、吸收及蒸發(fā)等操作。缺點：壓力損失大、用水量大。（2）文氏管除塵器由文氏管和除沫器組成。1－進(jìn)氣管；2－噴水裝置；3－收縮管；4－喉