Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 [ 155 ] 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225

Численные значения величин А и п зависят от высоты сепарационного пространства.

Высоту Я„ можно определить по графику (рис. XV1II-4) в зависимости от скорости потока W и диаметра аппарата D.

При высоте сепарационного пространства Н<Н А = 10" и п = 1, при Я>Я„ А = 3,35-10, п = 0,273.

Уравнение (XVIII.22) получено на основании экспериментальных данных с использованием системы воздух - естественный алюмосиликатный катализатор; для перехода к другим системам используется коэффициент Л1„, который определяется из приближенного уравнения

где - скорость витания частиц естественного алюмосиликатного ка-

тализатора плотностью 2080 кг/м в потоке воздуха при температуре 20 °С и давлении 0,101 МПа (рис. XVIII-5); - скорость витания частиц того же диаметра данного материала в потоке газа при рабочих условиях.

РЕЖИМ ПНЕВМОТРАНСПОРТА

Если скорость движения потока превышает скорость витания частиц, то последние начинают двигаться в направлении движения потока и система достигает режима пневмотранспорта. Скорость движения твердых частиц при пневмотранспорте меньше скорости движения транспортирующего потока , который как бы скользит относительно движущейся частицы с относительной скоростью = - . Для данного гидродинамического режима восходящий поток пневмоподъемника характеризуется определенным значением порозности е, т.е. объемная концентрация транспортируемых частиц в этом потоке составляет 1 - е. Относя скорость транспортирующего потока и скорость скольжения к полному сечению пневмоподъемника, можно записать:

mi-W;. (XVIII.23)

е е

Как показано работами Тодеса, Горошко и Розенбаума, для режима вертикального пневмотранспорта в общем случае может быть использована зависимость (XVIII. 19), полученная для "кипящего" слоя, если критерий Рейнольдса определяют по относительной скорости W, т.е.

Alt*"

Rec=-f==, (XVIII.24)

Re, = Wdp/ii. 468

Важнейшим показателем режима пневмотранспорта является коэффициент взвеси т, равный отношению массы транспортируемых твердых частиц к массе транспортирующего агента G, т.е. равный числу килограммов частиц, поднимаемых 1 кг транспортирующего агента. Пневмотранспорт может работать при значениях коэффициента взвеси т, лежащих в сравнительно широких пределах. С увеличением коэффициента т сокращается расход транспортирующего агента, уменьшается скорость движения потока и частиц, но при этом увеличивается потеря напора вследствие роста концентрации частиц в потоке (1-е). Поэтому для каждого конкретного случая выбор значения т предопределяется многими параметрами: затратами энергии, диаметром пневмоствола, степенью механического износа частиц при транспорте и т.п. При расчете пневмотранспорта используют также величину подачи а - V/V, равную отношению объемов частиц и транспортирующего агента V. Очевидно, что

G Vp р

где Рт и р - соответственно плотность твердых частиц и транспортирующего агента.

По отношению ко всему сечению пневмоствола F транспортируемые частицы занимают долю (1 - е), поэтому при скорости движения частиц W!,

К =W;(l-e)F.

Объем же транспортирующего агента V = W„F, откуда

Совместное решение уравнений (XV1II.23) и (XV1II.25) дает

(XVIII.25)

W„ = W, ,. (XVIII.26)

1 - ell + aj

Умножив левую и правую части уравнения (XVIII.26) на dp/ц, получим

Re„ = Re "

1 - е(1 + а]

где Re„ и Re - критерий Рейнольдса, отнесенный соответственно к скорости потока W„ и скорости скольжения . С учетом уравнения (XVIII.24)

4,75

Re„ = " - . (XVIII.27)

l-e(l + a),8+o,6ljAre*

Данное уравнение связывает параметры частиц (Аг), потока (Re„), удельного расхода транспортирующего агента (а или т], структуру слоя е

и является основным уравнением для гидродинамического расчета пневмотранспорта.

Если заданы а (т), скорость потока W„ (Re„) и Аг (d, р,), то методом последовательного приближения или при помощи специально построенных номофамм из уравнения (XVIII.27) может быть определена порозность транспортирующего потока е, а следовательно, и концентрация частиц в пневмостволе:

р„ =(l-e)p, +ер, а при р„ » р

Расчет пневмотранспорта возможен и в другой последовательности, когда известны Аг, а (т), задаются р„, а следовательно, и е, и из уравнения (XVIII.27) определяется Re„ и скорость транспортирующего агента

W = ° dp

По найденной скорости определяют необходимый диаметр пневмост-вола. Скорость движения частиц определяется из уравнения (XVIII.25):

Из уравнений (XV1II.24) и (XVIII.21) следует, что при малой концентрации частиц, когда е -> 1, скорость скольжения стремится к скорости витания частиц , а скорость транспортирующего потока „ = + [уравнение (XVIII.23)], поэтому при пневмотранспорте в сильно разбавленной фазе с достаточным приближением принимают

При повышении объемной концентрации транспортируемых частиц скорость скольжения уменьшается. В пределе минимальное значение

соответствует возможной максимальной концентрации транспортируемых частиц, т.е. плотному слою с порозностью Eq. Если е -> Eq, то по уравнению (XVIII.24) стремится к значению критической скорости начала псевдоожижения [см. (XV1II.17)].

Общая потеря напора Ар при пневмотранспорте потока частиц на высоту Я состоит из следующих величин.

Статический напор, равный весу столба твердых частиц и транспортирующего агента,

Ар„ = Нд[1 - е)р, -I- ер].

При использовании в качестве транспортирующего агента газов или паров сравнительно невысокого давления значение р обычно несоизмери-