Аппарат - взвешенный слой
Cтраница 1
 |
Контактный аппарат каталитического крекинга с потоком взвеси пылевидного катализатора. / - контактный аппарат. 2-ловушка катализатора. 3 - эжектор. [1] |
Аппараты взвешенного слоя с успехом применяются при проведении эндотермических процессов - дегидрирования углеводородов, гидроформинга ( дегидрогенизации и дегидроциклиза-ции парафинов), каталитического крекинга и других. При проведении этих процессов в аппаратах со взвешенным слоем катализатора теплоносителем служит предварительно нагретая реагирующая газовая смесь, а иногда также сам катализатор. В процессах, где требуется регенерация катализатора, применение взвешенного слоя не только интенсифицирует процесс, но и обеспечивает его непрерывность благодаря циркуляции катализатора между контактным аппаратом и регенератором. [2]
Принципы устройства аппаратов взвешенного слоя ( ВС) для всех систем взаимодействующих фаз одинаковы. Аппарат ВС представляет собой камеру или колонну, разделенную одной или несколькими ситчатыми или колпачковыми решетками, и снабженную штуцерами для ввода и вывода реагирующих фаз. При пропускании потока мелкой ( менее плотной) фазы снизу вверх через отверстия решетки и слой тяжелой фазы во всех системах по мере возрастания скорости легкой фазы w происходят аналогичные изменения основных технологических параметров. Однако с возрастанием w увеличивается сила трения между легкой и тяжелой фазами и давление тяжелой фазы на решетку уменьшается. При первой критической скорости ( скорости взвешивания) w вес слоя тяжелой фазы уравновешивается силой трения легкой фазы и архимедовой подъемной силой; слой тяжелой фазы взвешивается в потоке легкой и не давит на решетку. Решетка служит в основном для распределения потока непрерывной легкой фазы по сечению аппарата и в слое взвешенной дисперсной тяжелой фазы. Решетка также ограничивает пульсации зерен или капель тяжелой фазы. [3]
Принципы устройства аппаратов взвешенного слоя ( ВС) для всех систем взаимодействующих фаз одинаковы. Аппарат ВС представляет собой камеру или колонну, разделенную одной или несколькими ситчатыми или колпачковыми решетками и снабженную штуцерами для ввода и вывода реагирующих фаз. При пропускании потока легкой ( менее плотной) фазы снизу вверх через отверстия решетки и слой тяжелой фазы во всех системах по мере возрастания скорости легкой фазы w происходят аналогичные изменения основных технологических параметров. Однако с возрастанием w увеличивается сила трения между легкой и тяжелой фазами и давление тяжелой фазы на решетку уменьшается. При первой критической скорости ( скорости взвешивания) ws вес слоя тяжелой фазы уравновешивается силой трения легкой фазы и архимедовой подъемной силой; слой тяжелой фазы взвешивается в потоке легкой и не давит на решетку. Решетка служит в основном для распределения потока непрерывной легкой фазы по сечению аппарата и в слое взвешенной дисперсной тяжелой фазы. Решетка также ограничивает пульсации зерен или капель тяжелой фазы. [4]
В химической промышленности аппараты взвешенного слоя наиболее широко применяются при окислительном обжиге пирита FeS2 ( колчедана) или пирротинов FeyS8 для получения сернистого ангидрида, необходимого для получения серной кислоты, а также в производстве целлюлозы. Во взвешенном слое можно вести обжиг материала любой влажности, подавая его в печь даже в виде суспензии. У основания цилиндрической части установлена газораспределительная перфорированная плита в виде ложного днища. Аппарат изготовлен из углеродистой стали, внутри футерован огнеупорным кирпичом, снаружи изолирован слоем шлаковой ваты толщиной 100 мм Подача суспензии производится через. Суспензия подается в сопла сжатым воздухом под давлением 2 8 ат. Вывод огарка производится через порог, установленный на уровне 1 5 м над подом печи. Температура регулируется автоматически с помощью воды, подаваемой через форсунку во взвешенный слой. Огарка из печи выгружается мало, большая его часть уносится с газами в циклоны и там улавливается. [5]
Однако сложность гидродинамической обстановки в аппаратах взвешенного слоя предопределяет особый подход к их моделированию. Существующие модели реактора со взвешенным слоем отличаются различными степенями его идеализации. При обработке результатов исследования каталитических процессов на лабораторном реакторе используют два пути: 1) считают, что лабораторный реактор подобен промышленному, тогда возможно сделать масштабный переход на основе теории подобия; 2) на основании принятой модели структуры слоя составляют систему дифференциальных уравнений материального баланса элемента слоя, для которой ряд коэффициентов определяется на основании лабораторных исследований. [6]
Хромовый дубитель высушивают в разработанных УНИХИМом аппаратах взвешенного слоя конической формы. Теплоносителем служат разбавленные воздухом продукты сгорания природного газа. Раствор подается над слоем тремя пневмомеханическими форсунками. Для управления процессом гранулообразования служит дезинтегратор. Газораспределительная решетка перфорированная, провальная, доля живого сечения 6 5 %, диаметр отверстия 7 мм. [7]
 |
Зависимость выхода продукта экзотермической реакции от температуры для фильтрующего и взвешенного слоя катализатора. [8] |
Благодаря изотермическим условиям в каждом слое в аппаратах взвешенного слоя легко осуществляется автоматическое регулирование температурного режима. [9]
 |
Схема орошаемой контактной решетки. [10] |
Из других контактных устройств значительный интерес представляет расчет Др провальных решеток пенного пылеуловителя и газораспределительных решеток аппаратов взвешенного слоя. [11]
Аппараты взвешенного слоя с расширяющимся кверху поперечным сечением используются при сушке материалов значительной полидисперсности. Наиболее крупные частицы или агломераты влажных частиц преобладающую часть времени сушки находятся в нижней зоне аппарата, где температура и скорость сушильного агента наибольшие, что благоприятно сказывается на скорости сушки крупных частиц. [12]
Применение взвешенного слоя катализатора позволяет устранить перечисленные выше недостатки, причем конструкция контактных аппаратов значительно упрощается. В аппаратах взвешенного слоя применяется мелкозернистый ванадиевый катализатор, диаметр частиц которого составляет 1 0 - 1 5 мм, что позволяет практически полностью использовать внешнюю и внутреннюю поверхность катализатора. [13]
Применение взвешенного слоя катализатора ( позволяет устранить перечисленные недостатки, причем конструкция контактных аппаратов значительно упрощается. В аппарате взвешенного слоя применяется мелкозернистый ванадиевый катализатор, диаметр частиц которого составляет 1 0 - 1 5 мм, что позволяет практически полностью использовать внешнюю и внутреннюю поверхность катализатора. Важнейшим преимуществам взвешенного слоя катализатора является очень быстрое выравнивание температур в слое вследствие непрерывного движения частиц, что позволяет осуществлять интенсивный отвод тепла из слоя без опасности затухания контактной массы, а также перерабатывать концентрированную двуокись серы без перегрева катализатора. По той же причине отпадает необходимость в предварительном подогреве газа до температуры зажигания катализатора. [14]
По этим причинам возможен интенсивный отвод тепла из слоя без опасности затухания контактной массы, а также переработка газа с высокой концентрацией реагентов без опасности перегрева катализатора. По тем же причинам отпадает необходимость предварительного подогрева поступающей газовой смеси до температуры зажигания катализатора, так как подогрев легко осуществляется Продукты крекинга ПРИ поступлении в слой за счет его высокой теплопроводности. Благодаря изотермическим условиям в каждом слое в аппаратах взвешенного слоя легко осуществляется автоматическое регулирование температурного режима. [15]
Страницы: 1 2