流态化技术的应用PPT课件
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流态化-正文简称流化,利用流动流体的作用,将固体颗粒群悬浮起来,从而使固体颗粒具有某些流体表观特征,利用这种流体与固体间的接触方式实现生产过程的操作,称为流态化技术,属于粉体工程的研究范畴。
流态化技术在强化某些单元操作和反应过程以及开发新工艺方面,起着重要作用。
它已在化工、炼油、冶金、轻工和环保等部门得到广泛应用。
流态化现象将一批固体颗粒堆放在多孔的分布板上形成床层(图1),使流体自下而上通过床层。
由于流体的流动及其与颗粒表面的摩擦,造成流体通过床层的压力降。
当流体通过床层的表观流速(按床层截面计算的流速)不大时,颗粒之间仍保持静止和互相接触,这种床层称为固定床。
当表观流速增大至起始流化速度时,床层压力降等于单位分布板面积上的颗粒浮重(颗粒的重力减去同体积流体的重力),这时颗粒不再相互支撑,并开始悬浮在流体之中。
进一步提高表观流速,床层随之膨胀,床层压力降近乎不变,但床层中颗粒的运动加剧。
这时的床层称为流化床。
当表观流速增加到等于颗粒的自由沉降速度时,所有颗粒都被流体带走,而流态化过程进入输送阶段。
(见彩图)流态化散式流态化和聚式流态化这两种流态化现象,是根据流化床内颗粒和流体的运动状况来区分的。
在散式流态化时,颗粒均匀分布在流体中,并在各方向上作随机运动,床层表面平稳且清晰,床层随流体表观流速的增加而均匀膨胀。
在聚式流态化时,床层内出现组成不同的两个相,即含颗粒甚少的不连续气泡相,以及含颗粒较多的连续乳化相。
乳化相的气固运动状况和空隙率,与起始流化状态相近。
通过床层的流体,部分从乳化相的颗粒间通过,其余以气泡形式通过床层。
增加流体流量时,通过乳化相的气量基本不变,而气泡量相应增加。
气泡在分布板上生成,在上升过程中长大;小气泡会合并成大气泡;大气泡也会破裂成小气泡。
气泡上升至床面时破裂,使床面频繁地波动起伏,同时将一部分固体颗粒抛撒到界面以上,形成一个含固体颗粒较少的稀相区;与此相对应,床面以下的床层称为浓相区。