实验2__气固流化床反应器的流化特性测定

1、实验二气固流化床反应器的流化特性测定68化工0904刘锦璐实验目的1. 观察了解气固流化床反应器中不同气速下固体粒子的流化状况，建立起对流态化过程的感性认识。2. 了解和掌握临界流化速度 Umf的测量原理、方法和步骤，明确细粒子流化床的基本 特性。3. 进一步理解两相理论以及临界流化速度与起始鼓泡速度的区别。二、实验原理1 在气固流化床反应器中，气体通过床层的压力降P与空床速度Uo之间的关系能够很好地描述床层的流化过程。如图1所示：气体自下向上流过床层。当气速很小时，气体通过床层的压力降P与空床速度Uo在对数坐标图上呈直线关系（图1中的AB段）;当气速逐渐增大到 P大致等于单位面积的重量时，

2、P达到一极值（图1中P点）；流速继续增大时， P略有降低；此 后床层压力降 P基本不随流速而变。此时将流速慢慢降低， 开始时与前一样厶P基本不变， 直到D点以后， P则随流速的降低而降低，不再出现P的极大值，最后，固体粒子又互相接触，而成静止的固定床。2在一正常速度下，处于正常流化的流化床，如果突然关闭气源，则由于床层中有气 泡存在，以气泡形式存在的气体首先迅速逸出床层，床层高度迅速下降； 而后是浓相中的气体逸出，床层等速下降；最后是粒子的重量将粒子间的部分气体挤出，床层高度变化很小。由此可得其床层高度随时间变化的崩溃曲线（如图2所示）。因此，可以设想，如果床层中图1PU关系Ht 4图2 H

3、tt关系没有气泡，则床层一开始就随时间等速下降，所以，将上述崩溃曲线中的等速部分外推到t=0处时的床层高度，即为浓相床层的高度Hd。这样，只要重复上述过程，多做几条崩溃曲线，总可以找到一条曲线，这条曲线正好无气泡逸出段，开始就是等速下降的起点。与此相应的 气速即为起始鼓泡速度 Umb。根据 P的情况，还可以了解床内的动态，如沟流和节涌等等。三、实验装置与流程如图3所示：本实验所用的流化床为 G100X 4mm的有机玻璃制成的。床体上装有扩大管和过滤装置，以回收稀相段的微细粒子。气体分布板为多孔筛板，开孔率为1%。CT1彳豉字积分器/3图3实验装置四、实验步骤1、熟悉实验流程，并检查各设备是否完

4、好，使之处于准备运转状态。2、 先打开空气压缩机，慢慢将空气送入细粒子流化床中，逐次改变气体流量(由小到大)，记下相应流速下床层压降 P,并记入表1中(注意观察流化床中粒子由固定床阶段均匀散式流化床阶段 ，鼓泡流化状态的变化情况)。再逐渐减小气量，记录不同气速下的AP,观察两者有何不同。五、数据记录与处理(1)实验数据记录：31G/(m /hr)u/(m/s)P/Kpa31G/(m /hr)u/(m/s)P/Kpa0.8240.034685.9120.2475701.9350.0811815.4000.2265652.9780.1243254.6560.1954703.8880.1624654

5、.1970.1754134.3500.1825393.7090.1553504.6780.1955712.9040.1212545.3300.2235702.1470.0901605.8930.2465701.2750.053876.2660.2625700.4400.01829(2)实验数据处理log AP - logUO 图log uO由图中得，临界流化速度约为0.226m/s.六、思考与讨论1. log PlogG图中上行与下行之临界点所反映出的床层动态。上行时的临界点反映出的床层动态： 到达临界点时，床层颗粒马上进入流化状态； 下行 时的临界点反映出的床层动态： 达到临界点时，由于床层中有气泡存在，空气流量再减 小一点时，以气泡存在的气体首先迅速逸出床层， 床层高度迅速下降； 接着是浓相中气 体的逸出和颗粒间气体受颗粒的重量作用挤出， 这部分的床层高度变化很小，基本观察 不到这一变化。2.起始流化速度测定中应注意哪些问题，为什么难以测得？应