实验2气固流化床反应器流化特性测定.doc

- 1- 3100105025 化工 1003 李文博实验二气固流化床反应器的流化特性测定一、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 U mf 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 U 0 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 U 0 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, △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△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1△P~U 关系 A B PD log U log △ P- 2- 12 3465t (sec) 260 270 280 290 300 H TH DH D图2H T~t 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 H D。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 U mb。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? 100 × 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% 。图3 实验装置- 3- 四、实验步骤 1、熟悉实验流程,并检查各设备是否完好,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△P ,观察两者有何不同。五、数据记录与处理(1) 实验数据记录: 表1G (cum/hr) u o (m/sec) △P (G由小到大)△P (G由大到小)