1、固體流態(tài)化及氣力輸送第1頁，共24頁，2022年，5月20日，9點42分，星期二(1) 固定床階段 顆粒靜止（流體空床流速小，顆粒受曳力?。?床層高度 、空隙率，均保持不變； 阻力服從歐根方程( ）。第2頁，共24頁，2022年，5月20日，9點42分，星期二 (2) 流化床( 沸騰床 ) 階段 空床流速，顆粒受曳力，把顆粒托起； 臨界流化狀態(tài)(起始流化狀態(tài)）： 最小流化速度空床流速一定時，有一個穩(wěn)定的床層上界面 。第3頁，共24頁，2022年，5月20日，9點42分，星期二 (3) 顆粒（氣力或液力）輸送 當(dāng)u =ut時，顆粒被帶走。 帶出速度：顆粒被吹出的臨界速度。第4頁，共24頁，20

2、22年，5月20日，9點42分，星期二3.7.2 流化床類似液體的特性流化床類似液體的性質(zhì)第5頁，共24頁，2022年，5月20日，9點42分，星期二 （1） 密度比床層密度小的物體能浮在床層的上面; （2） 床層傾斜，床層表面仍能保持水平；（3） 床層中任意兩截面間的壓差可用靜力學(xué)關(guān)系式 表示（p=gL,）； （4） 有流動性，顆粒能像液體一樣從器壁小孔流出； （5） 聯(lián)通兩個高度不同的床層時，床層能自動調(diào)整平衡。第6頁，共24頁，2022年，5月20日，9點42分，星期二3.7.3 流體通過流化床的阻力 固定床階段，阻力服從歐根方程，如圖中a段； 流化床階段，床層壓降基本恒定，如圖中cd

3、段； 氣流輸送階段，壓降減小，如圖中e段12351020304050100水力或氣力輸送流化床固定床斜率=1umfaa夾帶開始p,mmH2Oe空氣流速ucm/s 流化床阻力損失與流速的關(guān)系（空氣、沙粒系統(tǒng)）c,dbut第7頁，共24頁，2022年，5月20日，9點42分，星期二 即：流化床層阻力=單位面積床層中顆粒的總重力， 因此流化床階段，床層壓降基本恒定。流化床階段，近似認(rèn)為顆粒處于動態(tài)平衡。第8頁，共24頁，2022年，5月20日，9點42分，星期二3.7.4 流化床的不正?，F(xiàn)象（1）騰涌 現(xiàn)象：氣泡長大將床層分成相互分開的氣泡和顆粒層 顆粒層象活塞一樣被氣泡向上推動， 到達(dá)床層上界面，

4、氣泡崩裂，顆粒分散下落。 原因：氣-固流化床中床層高度與直徑的比值過大或氣速過高。 后果：床層阻力大幅度波動，器壁被顆粒磨損加劇， 設(shè)備振動，甚至將床中構(gòu)件沖壞第9頁，共24頁，2022年，5月20日，9點42分，星期二（2）溝流現(xiàn)象 現(xiàn)象：氣體通過床層時形成短路，床層內(nèi)密度分布不均勻，氣、固接觸不良，部分床層變成死床。 原因：與顆粒的特性、堆積情況、床層直徑及氣體分布板有關(guān)。 發(fā)生溝流現(xiàn)象時，床層阻力較正常值低第10頁，共24頁，2022年，5月20日，9點42分，星期二3.7.5 流化床的操作(1) 臨界流化速度 臨界流化狀態(tài)：可按固定床計算（歐根方程）說明：公式誤差較大，一般應(yīng)以實驗數(shù)據(jù)

5、為準(zhǔn)。第11頁，共24頁，2022年，5月20日，9點42分，星期二(2) 帶出速度 ut 顆粒被流體帶走時，注意：計算不均勻顆粒床層的帶出速度 用最小顆粒直徑，保證操作可靠性。(3) 流化床操作范圍 第12頁，共24頁，2022年，5月20日，9點42分，星期二 濃相區(qū)（床層）高度：床層上界面以下的床層高度。3.7.6 流化床的高度與直徑 (1) 流化床的高度 高度=濃相區(qū)高度+稀相區(qū)高度濃相區(qū)稀相區(qū)第13頁，共24頁，2022年，5月20日，9點42分，星期二 稀相區(qū)高度（分離高度 ）：濃相區(qū)上界面到稀相區(qū)顆粒濃度 恒定處的距離。 分離高度取決于顆粒的粒度分布、顆粒的密度和氣體的密度、粘度

6、及結(jié)構(gòu)尺寸和氣速。 目前，尚無可靠的計算公式。 氣速愈大，分離高度愈大。第14頁，共24頁，2022年，5月20日，9點42分，星期二(2) 流化床的直徑 確定好流化床的操作氣速后，即可根據(jù)氣體的處理量確定流化床所需的直徑D 。 V - 氣體的處理量，m3/s；u - 流化床的實際操作氣速，m/s。 第15頁，共24頁，2022年，5月20日，9點42分，星期二優(yōu)點： 系統(tǒng)密閉，可避免物料飛揚，減少物料損失，改善勞動條件； 輸送管線受地形與設(shè)備設(shè)置的限制小； 輸送的同時易于進(jìn)行物料的干燥、加熱、冷卻等操作； 設(shè)備緊湊，易于實現(xiàn)過程的連續(xù)化與自動化。缺點： 動力消耗大、顆粒尺寸受一定限制； 在輸

7、送過程中顆粒易破碎； 管壁受到磨損； 不適用于含水量大、有粘附性或高速運動時易產(chǎn)生靜電的物料。3.7.7 氣力輸送的一般概念 氣力輸送：利用氣體進(jìn)行顆粒輸送的過程。常用介質(zhì)：空氣。第16頁，共24頁，2022年，5月20日，9點42分，星期二3.7.8 氣力輸送的類型氣力輸送類型：稀相輸送、密相輸送。固氣比R：單位質(zhì)量氣體單位時間內(nèi)所輸送的固體質(zhì)量。（1）稀相輸送固氣比 R 25的氣力輸送；用高壓氣體壓送物料。第17頁，共24頁，2022年，5月20日，9點42分，星期二 利用慣性、過濾、靜電等作用，從氣體或蒸氣中除去所含固體顆?；蛞旱味怪畠艋?，或者用液體對氣體進(jìn)行洗滌，即所謂的濕法凈制。

8、3.8 氣體的其他凈化方法3.8.1 慣性分離器 原理：利用氣體與顆粒密度不同的性質(zhì)，在氣體的流動路徑上設(shè)置擋板以使氣體在流動時發(fā)生突然的轉(zhuǎn)向，由于顆粒的慣性大，不易改變流動方向，因而可從氣體中分離出來。 適用：從氣體中分離出固體顆粒或液滴。 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、阻力小;缺點：分離效率不高，用作預(yù)除塵。第18頁，共24頁，2022年，5月20日，9點42分，星期二說明：顆粒的直徑及密度越大、氣速越大、氣體轉(zhuǎn)折的曲率 半徑越小，則除塵效果越好。 擋板塵灰 慣性分離器組第19頁，共24頁，2022年，5月20日，9點42分，星期二 袋濾器 使含塵氣體穿過袋狀濾布，以除去其中的塵粒的設(shè)備。優(yōu)點：能除去1

9、m以下的微塵、除塵效率高缺點：投資費用高、清灰麻煩、用于處理濕度高的氣體時， 應(yīng)注意氣溫須高于露點。適用：在旋風(fēng)分離器后作為末級除塵設(shè)備。1排氣口；2上部箱體；3噴射管；4文氏管；5控制器；6氣包；7控制閥；8脈沖閥；9進(jìn)氣口；10濾袋；11框架；12中部箱體；13灰斗；14排灰閥第20頁，共24頁，2022年，5月20日，9點42分，星期二 靜電除塵器 利用直流高壓電源使塵粒沉降的設(shè)備，基本部分為兩個 高壓電極。原理：在放電電極周圍產(chǎn)生電離圈，氣體通過電離區(qū)時發(fā)生 電離，電離產(chǎn)生的正負(fù)離子在向兩極運動過程中撞擊 粉塵粒子，使塵粒帶上電荷被兩極吸引而從氣體中分 離出去。優(yōu)點：有效地?fù)浼?.1m

10、甚至更小的煙塵或霧滴， 分離效率可高達(dá)99.99%； 阻力小、氣體處理量大。缺點：設(shè)備費和運轉(zhuǎn)費均較高、安裝管理要求嚴(yán)格。第21頁，共24頁，2022年，5月20日，9點42分，星期二3.8.4 濕式除塵器 使含塵氣體與水或其他液體相接觸，利用水滴和塵粒的慣性 碰撞及擴散、粘附等作用把塵粒從氣流中分離出來的設(shè)備。（1）水膜除塵器 優(yōu)點：除塵效率高、阻力小、結(jié)構(gòu)簡單；缺點：設(shè)備體積大、占地多、金屬消耗量大。1外殼；2螺旋倒流片；3內(nèi)芯；4灰漿斗第22頁，共24頁，2022年，5月20日，9點42分，星期二優(yōu)點：能除去1m以下的微塵、除塵效率高、結(jié)構(gòu)簡單、 維修管理方便、可用于除霧、降濕、吸收及蒸發(fā)等操作。缺點：壓力損失大、用水量大。（2）文氏管除塵器 由文氏管和除沫器組成。1進(jìn)氣管；2噴水裝置；3收縮管；4喉管；5擴散管；6連接風(fēng)管；7除沫器第23頁