PDF《昆明理工大学化学工程学院》

化工原理实验中心 昆明理工大学化学工程学院 固体流态化演示 化工原理实验中心 使颗粒状物料与流动的气体或液体相接触,并在流 体作用下呈现出类似于流体的状态,这就是固体流态化.

工业上粉粒状物料的输送、混合、涂层、换热、干燥、 吸附、煅烧和气-固反应等过程中都广泛地应用了流态化 技术. 化工原理实验中心

一、实验目的 ① 观察聚式、散式流态化的实验现象;

② 学会流体通过颗粒层时流动特性的测量方法;

③ 测定临界流化速度,并作出流化曲线图. 化工原理实验中心 二.基本原理 ① 固体流态化过程的基本概念 如果流体自下而上地流过颗粒层,则根据流速的不同,会出现三种 不同的阶段,如图 流态化过程的几个阶段 a-固定床;

b-流化床;

c-输送床 化工原理实验中心 ② 固体流态化的分类 流态化按其性状的不同可以分成两类,即散式流态化和聚式流态化. 散式流态化和聚式流态化 a-散式流化床;

b-聚式流化床 聚式流化床中有以下两种不正常现象: a. 腾涌现象:如果床层高度与直径的比值过大,气速过高时, 就容易产生气泡的相互聚合,在气泡直径长大到与床径相等时, 就将床层分成几段,床内物料以活塞推进的方式向上运动,这即 是腾涌,又称节涌. b. 沟流现象:在大直径床层中,由于颗粒堆积不匀或气体初始 分布不良,大量气体经过局部地区的通道上升,而床层的其余部 分仍处于固定床阶段而未被流化. 化工原理实验中心 ③ 流化床压降与流速关系 床层一旦流态化,全部颗粒处于悬浮状态.取床层作为主体, 忽略流体与容器壁面间的摩擦力,对主体作力的衡算,则 其中 引用广义压力概念,整理得 化工原理实验中心 ④ 流化床压降与流速关系 流化床压力降与气速关系 图中AB段为固定床阶段,由于流体在此阶段流 速较低,通常处于层流状态,广义压差与表观速度的 一次方成正比,因此该段为斜率等于1的直线.图中 A'B段表示从流化床回复到固定床时的广义压差变化 关系,由于颗粒由上升流体中落下所形成的床层较人 工装填的疏松一些,因而广义压差也小一些,故A'B 线段处在AB线段的下方.图中CD段向下倾斜,表示 此时由于某些颗粒开始为上升流体所带走,床内颗粒 量减少,平衡颗粒重力所需的压力自然不断下降,直 至颗粒全部被带走. 化工原理实验中心

三、实验装置及演示操作要求 固体流态化装置流程图 1-风机;

2-调节阀;

3-转子流量计;

4- U型压差计;

5-分布板;

6-均布器;

7-水泵;

8-水箱;

9-标尺

1 实验前的准备工作 ? 熟悉实验装置及流程.

2 实验数据的测定 ? 测定流量、床层高度和 压差. 化工原理实验中心 四.演示操作 ① 检查装置中各个开关及仪表是否处于备用状态. ② 用木棒轻敲床层,使固体颗粒填充紧密,测定静床高度. ③ 启动风机或泵,将调节阀调至较小流量,记录压差计和流量 计读数变化.观察床层高度变化及临界流化状态时的现象. ④ 由大到小改变气或液量(注意,不要带出床层内的固体颗 粒),重复步骤3,注意操作要平稳细致. ⑤ 关闭电源,测量静床高度,比较两次静床高度的变化.