Articles /

Złoże fluidalne

Schemat złoża fluidalnego

Model podstawowyEdit

Gdy przez złoże upakowane przepływa ciecz, spadek ciśnienia cieczy jest w przybliżeniu proporcjonalny do prędkości powierzchniowej cieczy. W celu przejścia ze złoża upakowanego do stanu fluidalnego, prędkość gazu jest stale podnoszona. W przypadku złoża wolnostojącego istnieje punkt, znany jako minimalny lub początkowy punkt fluidyzacji, w którym masa złoża jest zawieszona bezpośrednio przez strumień płynu. Odpowiadająca temu prędkość płynu, zwana „minimalną prędkością fluidyzacji”, u m f {{displaystyle u_{mf}}

{displaystyle u_{mf}}

.

Poza minimalną prędkością fluidyzacji ( u ≥ u m f {{displaystyle u_{mf}}

uq u_{mf}

), materiał złoża zostanie zawieszony przez strumień gazu i dalsze zwiększanie prędkości będzie miało zmniejszony wpływ na ciśnienie, dzięki wystarczającej perkolacji strumienia gazu. Stąd spadek ciśnienia dla u > u m f {{displaystyle u>u_{mf}}

uu_{mf}

jest względnie stały.

Przy podstawie naczynia pozorny spadek ciśnienia pomnożony przez pole przekroju poprzecznego złoża może być równy sile ciężaru cząstek stałych (pomniejszonej o wypór ciała stałego w cieczy).

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=}

Delta p_{w}=H_{w}(1-epsilon _{w})(\rho _{s}-\rho _{f})g=</div> </center> <p>gdzie:</p> <p> Δ p w {{displaystyle \delta p_{w}} </p> <div><img src=

jest spadkiem ciśnienia w złożu

H w {{displaystyle H_{w}}

{displaystyle H_{w}}

to wysokość złoża

ϵ w {displaystyle \epsilon _{w}}

epsilon _{w}

to pustka złoża, tj. ułamek objętości złoża, który jest zajęty przez pustki (płynne przestrzenie między cząstkami)

ρ s {displaystyle \rho _{s}}

jest gęstością pozorną cząstek złoża

ρ f {displaystyle \rho _{f}}

ρ f {{f}

to gęstość cieczy fluidyzującej

g {{displaystyle g}

g

oznacza przyspieszenie ziemskie

M s {displaystyle M_{s}}

M_{s}

to całkowita masa ciała stałego w złożu

A {displaystyle A}

A

jest polem przekroju poprzecznego złoża

Grupy GeldartaEdit

W 1973 roku profesor D. Geldart zaproponował grupowanie proszków w cztery tak zwane „Grupy Geldarta”. Grupy te są zdefiniowane przez ich położenie na wykresie różnicy gęstości ciała stałego i cieczy oraz wielkości cząstek.

Grupa A W tej grupie wielkość cząstek wynosi od 20 do 100 µm, a gęstość cząstek jest zwykle mniejsza niż 1,4 g/cm3. Przed zainicjowaniem fazy złoża pęcherzykowego, złoża z tych cząstek rozszerzają się o współczynnik 2 do 3 w początkowej fazie fluidyzacji, z powodu zmniejszonej gęstości nasypowej. Większość złóż katalizowanych proszkowo wykorzystuje tę grupę.

Grupa B Rozmiar cząstek leży pomiędzy 40 a 500 µm, a gęstość cząstek pomiędzy 1,4-4g/cm3. Pęcherzyki tworzą się zazwyczaj bezpośrednio w początkach fluidyzacji.

Grupa C Grupa ta zawiera wyjątkowo drobne, a co za tym idzie najbardziej spoiste cząstki. Przy wielkości 20 do 30 µm, cząstki te fluidyzują się w bardzo trudnych do osiągnięcia warunkach i mogą wymagać zastosowania siły zewnętrznej, takiej jak mieszanie mechaniczne.

Grupa D Cząstki w tym regionie mają wielkość powyżej 600 µm i zazwyczaj mają wysoką gęstość. Fluidyzacja tej grupy wymaga bardzo wysokich energii płynu i jest zwykle związana z wysokim poziomem ścierania. Suszenie ziaren i grochu, prażenie ziaren kawy, zgazowywanie węgli i niektóre prażone rudy metali są takimi ciałami stałymi i są zwykle przetwarzane w płytkich złożach lub w trybie wylewu.

DistributorEdit

Typowo, gaz lub ciecz pod ciśnieniem dostaje się do zbiornika złoża fluidalnego przez liczne otwory za pośrednictwem płyty zwanej płytą rozdzielającą, umieszczonej na dnie złoża fluidalnego. Płyn przepływa w górę przez złoże, powodując zawieszenie cząstek stałych. Jeśli ciecz wlotowa jest wyłączona, złoże może się osadzić, upakować na płycie lub ściekać w dół przez płytę.W wielu przemysłowych złożach zamiast płyty rozdzielającej stosuje się rozdzielacz sparger. Płyn jest wtedy rozprowadzany przez serię perforowanych rur.

.

Leave a Reply