Gefluïdiseerd bed
BasismodelEdit
Wanneer over het gepakte bed een vloeistof wordt geleid, is de drukval van de vloeistof ongeveer evenredig met de oppervlaktesnelheid van de vloeistof. Om van een gepakt bed in een gefluïdiseerde toestand over te gaan, wordt de gassnelheid voortdurend verhoogd. Voor een vrijstaand bed zal er een punt bestaan, bekend als het minimum of beginnende fluïdisatiepunt, waarbij de massa van het bed rechtstreeks door de vloeistofstroom wordt opgehangen. De corresponderende vloeistofsnelheid, bekend als de “minimumfluïdiseringssnelheid”, u m f {Displaystyle u_{mf}}
.
Buiten de minimale fluïdiseringssnelheid ( u ≥ u m f {{displaystyle u_{mf}}
), zal het bedmateriaal door de gasstroom worden gesuspendeerd en zal een verdere toename van de snelheid een verminderd effect hebben op de druk, vanwege voldoende percolatie van de gasstroom. De drukval voor u > u m f {\displaystyle u>u_{mf}}
is betrekkelijk constant.
Aan de basis van het vat kan de schijnbare drukval vermenigvuldigd met de dwarsdoorsnede van het bed worden gelijkgesteld aan de kracht van het gewicht van de vaste deeltjes (verminderd met de opwaartse kracht van de vaste stof in de vloeistof).
Δ p w = H w ( 1 – ϵ w ) ( ρ s – ρ f ) g = {\displaystyle \Delta p_{w}=H_{w}(1- \epsilon _{w})(\rho _{s}- \rho _{f})g=}
waar:
Δ p w {\displaystyle \Delta p_{w}}
is de beddrukval
H w {\displaystyle H_{w}}
is de bedhoogte
ϵ w {\displaystyle \epsilon _{w}}
is de bedleegte, d.w.z. de fractie van het bedvolume dat wordt ingenomen door de lege ruimten (de vloeibare ruimten tussen de deeltjes)
ρ s {\displaystyle \rho _{s}}
is de schijnbare dichtheid van de beddeeltjes
ρ f {\displaystyle \rho _{f}}
is de dichtheid van de fluïdiserende vloeistof
g {\displaystyle g}
is de versnelling ten gevolge van de zwaartekracht
M s {\displaystyle M_{s}}
is de totale massa van vaste stoffen in het bed
A {\displaystyle A}
is de dwarsdoorsnede van het bed
Geldart GroupingsEdit
In 1973 stelde professor D. Geldart de groepering van poeders in vier zogenaamde “Geldart Groups” voor. De groepen worden gedefinieerd door hun plaats op een diagram van het verschil in dichtheid tussen vaste stof en vloeistof en de deeltjesgrootte. Ontwerpmethoden voor wervelbedden kunnen worden aangepast op basis van de Geldart-groepering van de deeltjes:
Groep A Voor deze groep ligt de deeltjesgrootte tussen 20 en 100 µm, en is de deeltjesdichtheid typisch kleiner dan 1,4g/cm3. Vóór de aanvang van een borrelende bedfase zullen bedden uit deze deeltjes bij beginnende fluïdisatie met een factor 2 tot 3 uitzetten, als gevolg van een verlaagde bulkdichtheid. De meeste poederkatalysebedden maken gebruik van deze groep.
Groep B De deeltjesgrootte ligt tussen 40 en 500 µm en de deeltjesdichtheid tussen 1,4-4g/cm3. Belletjes vormen zich meestal direct bij beginnende fluïdisatie.
Groep C Deze groep bevat uiterst fijne en bijgevolg de meest cohesieve deeltjes. Met een grootte van 20 tot 30 µm fluïdiseren deze deeltjes onder zeer moeilijk te bereiken omstandigheden, en kan de toepassing van een externe kracht, zoals mechanische agitatie, noodzakelijk zijn.
Groep D De deeltjes in deze regio zijn groter dan 600 µm en hebben doorgaans een hoge deeltjesdichtheid. Fluïdisatie van deze groep vereist zeer hoge fluïda-energieën en gaat gewoonlijk gepaard met een hoge mate van abrasie. Het drogen van granen en erwten, het roosteren van koffiebonen, het vergassen van kolen, en sommige roosterende metaalertsen zijn dergelijke vaste stoffen, en zij worden gewoonlijk verwerkt in ondiepe bedden of in de spuimodus.
VerdelerEdit
Typisch komt gas of vloeistof onder druk de wervelbedkuip binnen door talrijke gaten via een plaat die verdelerplaat wordt genoemd en die zich op de bodem van het wervelbed bevindt. De vloeistof stroomt naar boven door het bed, waardoor de vaste deeltjes in suspensie worden gebracht. Veel industriële bedden gebruiken een spargerverdeler in plaats van een verdelerplaat. De vloeistof wordt dan verdeeld door een reeks geperforeerde buizen.
Leave a Reply