固體流態(tài)化的流動特性實驗

1、固體流態(tài)化的流動特性實驗固體流態(tài)化的流動特性實驗（示范實驗）1、實驗?zāi)康?、實驗?zāi)康脑诃h(huán)境工程專業(yè)，經(jīng)常有流體流經(jīng)固體顆粒的操作，諸如過濾、吸附、浸取、離子交換以及氣固、液固和氣液固反應(yīng)等。凡涉及這類流固系統(tǒng)的操作，按其中固體顆粒的運動狀態(tài)，一般將設(shè)備分為固定床、移動床和流化床三大類。近年來，流化床設(shè)備得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。固體流態(tài)化過程又按其特性分為密相流化和稀相流化。密相流化床又分為散式流化床和聚式流化床。一般情況下，氣固系統(tǒng)的密相流

2、化床屬于聚式流化床，而液固系統(tǒng)的密相流化床屬于散式流化床。①通過本實驗，認識與了解流化床反應(yīng)器運行。掌握解流化床反應(yīng)器啟動中物料的連續(xù)流化方法及其測定的主要內(nèi)容，掌握流化床與固定床的區(qū)別，掌握鼓泡流化床與循環(huán)流化床在本質(zhì)上的差異。②測定流化床床層壓降與氣速的關(guān)系曲線本實驗的目的，通過實驗觀察固定床向流化床轉(zhuǎn)變的過程，以及聚式流化床和散式流化床流動特性的差異；實驗測定流化曲線和流化速度，并試驗驗證固定床壓降和流化床臨界流化速度的計算公式。

3、通過本實驗希望能初步掌握流化床流動特性的實驗研究方法，加深對流體流經(jīng)固體顆粒層的流動規(guī)律和固體流態(tài)化原理的理解。2、實驗裝置與實驗原理介紹、實驗裝置與實驗原理介紹流化床反應(yīng)器是一種易于大型化生產(chǎn)的重要化學(xué)反應(yīng)器。通常是指反應(yīng)物料懸浮于從下而上的氣流或者液流之中，氣體或者液體中的成分在與反應(yīng)物料的接觸中發(fā)生反應(yīng)。流化床反應(yīng)器在現(xiàn)代工業(yè)中的早期應(yīng)用為20世紀20年代出現(xiàn)的粉煤氣化的溫克勒爐（見煤氣化爐）。目前，流化床反應(yīng)器已在電力、化工、石

4、油、冶金、核工業(yè)等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。與固定床反應(yīng)器相比，流化床反應(yīng)器的優(yōu)點是：①可以實現(xiàn)固體物料的連續(xù)輸入和輸出；②流體和顆粒的運動使床層具有良好的傳熱性能，床層內(nèi)部溫度均勻，而且易于控制，特別適用于強放熱反應(yīng)；③便于進行催化劑的連續(xù)再生和循環(huán)操作，適于催化劑失活速率高的過程的進行，石油流化床催化通過該實驗裝置可完成冷態(tài)流化床氣動力特性實驗、布風(fēng)板布風(fēng)均勻性實驗、流化床料層阻力特性實驗、流化床物料流化特性實驗、流化床反應(yīng)器內(nèi)氣體——顆粒

5、兩相流動特性研究。通過上述研究，為布風(fēng)板結(jié)構(gòu)設(shè)計及其性能改進、流化床反應(yīng)器的點火啟動與運行提供正確的依據(jù)。3、實驗步驟與方法、實驗步驟與方法(1)啟動空壓機后，啟動空氣壓縮機(空氣流量已設(shè)定好，壓力定位0.8Mpa)，待穩(wěn)定后，開啟閥門，使壓縮空氣進入流化床，調(diào)節(jié)流量計至所需流量，測定空管時壓力降與流速關(guān)系，記錄床層高度及床中給點壓力變化，以作比較。(2)關(guān)閉氣源，小心打開反應(yīng)器，裝入己篩分的一定粒度，石英砂，檢漏。(3)通入氣體，在不

6、同氣速下觀察有機玻璃反應(yīng)器中流化現(xiàn)象，測定不同氣速下床層高度與壓降值。(4)改變石英砂粒度，重復(fù)實驗。(5)在某一實驗點，去掉氣體分布板觀察流化狀態(tài)有何變化。(6)實驗結(jié)束，關(guān)閉空壓機。待所有實驗工作后，清理打掃實驗室。實驗過程中應(yīng)特別注意下列事項：(1)、起動氣泵前必須完全打開放空閥。(2)、循環(huán)水泵和風(fēng)機的啟動和關(guān)閉必須嚴格遵守上述操作步驟。無論是開機、停機或調(diào)節(jié)流量，必須緩慢地開啟或關(guān)閉閥門。(3)、當(dāng)流量調(diào)節(jié)值接近臨界點時，閥門

7、調(diào)節(jié)更須精心細微，注意床層的變化。4.流化床特性測試流化實驗流化床特性測試流化實驗實驗用的固體物料是不同粒度的石英砂，氣體用空氣。由空氣壓縮機來的空氣經(jīng)穩(wěn)壓閥穩(wěn)壓后，由轉(zhuǎn)子流量計調(diào)節(jié)計量，隨后可通入裝有石英砂固體顆粒的流化床反應(yīng)器，氣體經(jīng)分布板吹入床層，從反應(yīng)器上部引出后放空。床層壓力降可通過U型壓差計測得在實驗中，可以通過測量不同空氣流量下的床層壓降，得到流化床床層壓降與氣速的關(guān)系曲線當(dāng)氣速較小時，操作過程處于固定床階段，壓降與流速成