化学工程手册 流态化PDF电子书下载

第21篇 流态化 3

1 流化床流体力学特性 3

1.1 流态化现象 3

1.1.1 基本现象与特点 3

1.1.2 流态化状态谱系相图 4

1.1.3 流态化类型 5

1.1.4 流态化体系的分类 5

1.2 经典散式流态化 6

1.2.1 流体通过固定床的压降 6

1.2.2 临界流态化速度 6

1.2.3 颗粒床层的膨胀 7

1.2.4 颗粒终端速度 9

1.3 经典聚式流态化 11

1.3.1 气泡特性 11

1.3.2 最小鼓泡速度 13

1.3.3 床层的膨胀 14

1.3.4 颗粒的夹带与扬析 15

1.4 喷泉床 18

1.4.1 喷泉床的结构型式 18

1.4.2 喷泉床的流体力学 19

1.5 多层流态化床 20

1.5.1 特点与分类 20

1.5.3 溢流管设计 21

1.5.2 颗粒的停留时间分布 21

1.6 三相流态化 23

1.6.1 特点及分类 23

1.6.2 气液固流动规律 24

1.7 广义流态化 25

1.7.1 广义流态化概念和郭慕孙操作状态图 25

1.7.2 并流逆重力向上流动广义流态化 25

1.7.3 并流顺重力向下流动广义流态化 37

1.7.4 逆流顺重力向下流动广义流态化 38

1.8 湍动流态化 38

1.10 外力场下的流态化 39

1.10.1 脉动流态化 39

1.9 浅层流态化 39

1.10.2 振动流态化 40

1.10.3 磁场流态化 40

1.11 移动床料腿 42

1.11.1 移动床基本特征及判据 42

1.11.2 移动床压降计算 42

1.11.3 移动床中气固流动状态相图 42

1.11.4 移动床料腿的料封能力及理想料封状态 43

1.11.5 移动床颗粒通过孔口的流率 43

1.12 颗粒循环系统设计 44

1.12.1 总推动力与总阻力的平衡 44

1.12.2 固体循环量的调节方法 44

1.12.3 V型阀、L型阀等气动式阀门简介 44

1.12.4 蝶阀、滑阀、翼阀、塞阀等机械阀门简介 45

1.12.6 脉冲气体圆盘加料器及气控气球式加料器简介 46

1.12.5 螺旋杆式加料器，星形轮旋转式加料器和旋转圆盘加料器简介 46

符号说明 47

参考文献 48

2 流化床分级和混合 51

2.1 分级和混合的机理 51

2.2 分级 52

2.2.1 两组分颗粒的分级 52

2.2.2 多组分颗粒的分级 52

2.2.4 分级模型 53

2.2.5 分级应用举例 53

2.2.3 影响分级的因素 53

2.3 混合 54

2.3.1 混合的测量 54

2.3.2 颗粒混合 54

2.3.3 气体返混 55

符号说明 56

参考文献 57

3 颗粒与流体间的传热和传质 58

3.1 颗粒与流体间的传热 58

3.1.1 颗粒与流体间的传热分析 58

3.1.2 颗粒-流体传热系数 58

3.1.3 传热系数的实验测定方法 59

3.1.4 颗粒-流体传热机理 60

3.1.5 各种流化系统中的传热 61

3.2 颗粒与流体间的传质 64

3.2.1 传质系数的实验测定方法 64

3.2.2 传质系数与传质分析 64

3.2.3 传质系数的实验关联式 65

3.3 颗粒-流体传热与传质的关联 67

符号说明 67

参考文献 67

4 流化床与壁面的传热 69

4.1 流化床换热器结构 69

4.1.1 夹套式换热器 69

4.1.2 管式换热器 69

4.2 传热方程 70

4.2.1 温差(tw-tb)的计算 71

4.2.2 传热面积A 71

4.2.3 传热膜系数α床 71

4.3 影响传热的因素 71

4.3.1 流体速度与床层空隙率的影响 71

4.3.2 流体与颗粒物性的影响 72

4.3.3 床层高度与传热面高度的影响 72

4.3.4 颗粒粒度对传热的影响 72

4.3.5 床内构件对传热的影响 74

4.3.6 辐射换热的影响 74

4.5.1 经典流化床 75

4.4.3 颗粒控制机理 75

4.5 流化床与器壁传热的传热膜系数 75

4.4.1 膜控制机理 75

4.4 传热机理 75

4.4.2 颗粒团不稳定传热机理 75

4.5.2 稀相流化床 76

4.5.3 喷动床 77

4.6 流化床与床内浸没物体壁面传热的传热膜系数 77

4.6.1 流化床与床内浸没物体的传热 77

4.6.2 流化床层与浸没管的传热 78

4.7 液-固流化床与壁面的传热 81

符号说明 81

参考文献 82

5.1.2 选型的一般原则 84

5.1.3 影响流态化质量的因素 84

5.1 流态化装置的选型 84

5.1.1 流化床类型 84

5 流态化装置设计 84

5.2 流化床操作速度 85

5.3 装置直径与高度的确定 85

5.3.1 非催化气固反应 86

5.3.2 催化反应 86

5.4 气体分布器与预分布器 87

5.4.1 气体分布器的结构型式 87

5.4.2 气体预分布器的结构型式 88

5.4.3 分布板设计计算 88

5.5.2 内部构件的结构与型式 92

5.5.1 内部构件的作用 92

5.5 内部构件 92

5.5.3 内部构件的设计 94

5.6 颗粒分离回收系统 96

5.6.1 输送分离高度 97

5.6.2 内过滤器 98

5.6.3 内旋风分离器 99

5.7 颗粒的加料和卸料装置 101

5.7.1 加料和卸料装置的分类 101

5.7.2 装置结构型式 101

5.8 流化床的测量技术 101

5.8.1 压力与压降测量 102

5.8.4 气速(流量)测定 103

5.8.5 气泡的测定 103

5.8.3 空隙度测量 103

5.8.2 温度的测量 103

5.8.6 颗粒粒度的控制与测量 104

5.8.7 其他测量 104

符号说明 104

参考文献 106

6 流态化技术的应用 108

6.1 矿物加工与综合利用 108

6.1.1 铁矿物 108

6.1.2 金属硫化物 109

6.1.3 碳酸盐矿物 110

6.1.6 盐湖矿物 111

6.1.4 硫酸盐矿物 111

6.1.5 粘土矿物 111

6.1.7 无机化工产品 112

6.1.8 其他 115

6.2 石油炼制 116

6.2.1 重质油催化裂化 116

6.2.2 石油的热裂解 116

6.3 化石燃料的加工和热能工程 117

6.3.1 煤的流态化气化 117

6.3.2 煤的快速热解 118

6.3.3 油页岩热解 118

6.3.4 费-脱(F-T法)合成油 118

6.3.6 煤的流化床燃烧 119

6.3.5 煤加氧(H-Coal)过程 119

6.4 石油化工 121

6.4.1 萘氧化制苯酐 121

6.4.2 顺丁烯二酸酐(顺酐)的生产 121

6.4.3 丁烯氧化脱氢制丁二烯 121

6.4.4 乙炔醋酸催化制醋酸乙烯 122

6.4.5 丙烯氨氧化制丙烯腈 123

6.4.6 硝基苯还原制苯胺 123

6.4.7 甲醇氧化制甲醛 123

6.4.8 乙烯氧氯化制二氯乙烷 123

6.4.9 氯硅烷 123

6.6 环境治理 124

6.6.1 含HF废气的净化 124

6.5.4 彩色石英砂 124

6.6.2 含二氯乙烷废气的净化回收 124

6.5.1 微细氢氧化钙 124

6.5.2 微细碳酸钙 124

6.5 材料工业 124

6.5.3 超微Υ-Fe203磁粉 124

6.6.3 清洗废酸的再生 125

6.6.4 污水处理 125

6.6.5 含重金属废液流态化电解 125

6.6.6 垃圾焚烧与气化 125

6.7 生物化工 125

6.7.2 蔗糖发酵制短梗酶多糖 126

6.7.3 葡萄糖发酵生产酒精 126

6.7.1 葡萄糖发酵制谷氨酸 126

6.8 物理操作 127

6.8.1 物料输送 127

6.8.2 粉料制粒 128

6.8.3 加热和冷却 137

6.8.4 浸出与洗涤 137

6.8.5 浸渍与包敷 137

6.8.6 表面热处理 138

6.8.7 吸附和脱附 138

6.8.8 含湿物料的干燥 138

6.8.9 流态化选煤 140

参考文献 141