Введение к работе
Актуальность проблемы. Псевдоожиженный слой обладает рядом достоинств, которые- позволяют применять его в ряде химических процессов, среди которых важнейшими являются каталитические пр>-цессы.
Неотъемлемым свойством свободного псевдоожиженного слоя является неоднородность. Организация псевдоожиженного слоя с помощью малообъемных насадок и путем секционирования позволяет существенно ослабить недостатки режима свободного псевдоожижения, а тленно:' повысить коэффициент межфазного обмена и снизить интенсивность перемешивания частиц по высоте слоя, что в значительно:! степени облегчает масштабный переход. Однако, в крупных аппаратах может при этом возникнуть радиальная неизотермичность, нехарактерная для режима свободного псевдоожижения, которая приводит к снижению выхода целевого продукта. Поэтому при создании промышленных реакторов или топочных агрегатов с кипящим слоем возникает ряд проблем по переносу тепла и гидродинамике слоя, требующих экспериментальных решений на установках, приближенных к размерам промышленных аппаратов.
Паль работы. Настоящая работа посвящена экспериментальному исследованию на укрупненном "холодном" аппарате закономерностей крупномасштабной циркуляции дисперсного материала в организованном малообъемной насадкой и секционированном псевдоожиженных слоях, их газодинамических и тепловых характеристик, а также исследованию влияния компоновки горизонтальных труб на структуру ПС и условия теплоотдачи, построению математической модели, отражающей характер переноса тепла в ОПС и секционированных псе-вдоожиженных слоях, и определению её параметров.
Научная новизна:
-
Разработан метод исследования движения частиц (крупно -масштабной циркуляции) на модельной установке псевдоожиженного слоя, соизмеримой с размерами промышленных аппаратов.
-
Экспериментально определено, что в псевдоожиженном слое, организованном малообъемной насадкой, существует крупномасштабная циркуляция частиц с преимущественным подъемом частиц в центральной и опусканием в пристеночной зонах слоя.
-
На основании анализа экспериментальных данных, который приводит к выводу о существовании крупномасштабной циркуляции
частиц в ОПС, предложена одномерная трехскэростная циркуляционная модель переноса тепла, учитывающая радиальную неравномерность опускания потока частиц в ОПС. .
4. Найден способ уменьшения пропускной способности (массо
вой скорости циркуляции частиц) пакета секционирующих . решеток,
без.увеличения их числа, за счет установки на.4 пакетом по диат
метру аппарата конусной вставки. '
Практическая ценность.работы.. Дредлокена компоновка горизонтальных теплообменных' труб, отличная от извэс.тных шахматной и коридорной, а'именно: ширмовая с шахматным чередованием вэр-. тикадьных рядов, которая позволяет интенсифицировать условия теплообмена, улучшить однородность псевдоокиженногослоя и увеличить насыщенность' объема рзактора тепловыми повзрхностямя, а также предложена конусная вставка, установка которой по.диаметру аппарата, над пакетом секционирующих решеток, позволяет резко снизить пропускную способность решеток и тем самым уменьшить их количество. Разработан водогрейный котел с каталитическим сжиганием топлива мощностью 2 Гкал/час на предприятии "Восток -трансэнерго", г. Новосибирска, проведена модификация теплофикационного узла КГТ-І50 для треста "Оргтехстрой" г. Новосибирска.
Реализация работы.. Результаты работы могут быть использованы при расчете реакторов с псевдоожиженным слоем для. разнообразных каталитических процессов, в том числе .для процессов парциального окисления углеводородов в агрегатах большой единичной мощности.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на 13-ом Европейском симпозиуме "Химплан-80" (Венгрия;1980), на.научно -технической конференции "Прогрессивные процессы в промышленной теплоэнергетике" (г.Свердловск, 1984), на всесоюзной научно-технической конференции "Псевдоожижение-88" по технике псевдоожижения и перспективам её развития .(Ленинград-По.ддубская, 1988).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 статей и получено 2 авторских' свидетельства.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, нести глав, заключения, списка цитируемой литературы и приложения. Введение и глава I посвящены анализу литературы по исследуемой теме, обоснованию её актуальности и определению цели работы. В главе 2 описаны экспериментальные установки и методики исследования. В главе 3 приведены результаты исследования цир-