(а) Обжиг различных руд таких как сульфидные руды
(б) Восстановление окисных руд (домна)
В этом случае, тем не менее, т.к. частицы изменяют свой химический состав, данное оборудование относится к другому классу реакторов с твердым реактантом.
2.3. Реакторы с псевдоожиженным слоем
2.3.1. Общие замечания о реакторах с псевдоожиженным слоем
В псевдоожиженным слое твердые частицы поддерживаются в состоянии суспензии под воздействием восходящего потока жидкости или газа или 2-х фаз. В соответствии с этим различают:
(а) Псевдоожиженный слой газ/твердое
(б) Псевдоожиженный слой жидкость/твердое
(в) Газ/жидкость/твердое – 3-х фазный псевдоожиженный слой.
Движение частиц начинается, если скорость восходящего
потока превышает некоторую величину (минимальную скорость псевдоожижения) 
. При увеличении скорости газа выше этой
величины слой расширяется, ниже – слой неподвижен. Реакторы с псевдоожиженным
слоем обладают определенными преимуществами и недостатками.
Преимущества:
§ Возможность непрерывного отбора и подачи частиц в слой. Важно, если катализатор необходимо регенерировать.
§ Устранение внутридиффузионных сопротивлений за счет уменьшения размера частиц.
§ Устранение внутренних и внешних концентрационных и температурных градиентов.
§ Устранение радиальных градиентов.
§ Уменьшение осевых градиентов.
§ Минимизация риска появления горячих зон и температурной нестабильности. Псевдоожиженный слой идеален для экзотермических реакций.
§ Опыт также показывает, что в псевдоожиженном слое достаточно высоки коэффициенты теплоотдачи к поверхностям, размещенным в слое.
Недостатки:
§ Объем реактора для той же массы катализатора в случае псевдоожиженного слоя должен быть выше (из-за расширения слоя).
§ Хаотическое движение и перемешивание частиц ведет к тому, что реактор приближается к реактору идеального перемешивания. Для большинства реакционных систем это означает снижение конверсии (при том же объеме слоя) и потерю селективности.
§ Более сложное моделирование таких систем и, соответственно, более сложные проблемы масштабного перехода, более сложные проблемы промышленной реализации, особенно в случае больших единичных мощностей.
§ Наличие существенного уноса частиц требует большого свободного пространства и эффективных циклонных систем.
§ Эрозия внутренних элементов.
Далее рассмотрим проблемы, связанные с гидродинамикой псевдоожиженных слоев и моделированием.
2.3.2. Гидродинамика псевдоожиженного слоя
Как правило, реализуются два случая псевдоожижения:
1. Гомогенное псевдоожижение. В этом случае частицы равномерно распределены по объему слоя. Для этого необходимо, чтобы плотность частиц и псевдоожижающего агента были близки (ожижение жидкостью или газом при высоком давлении).
2. Неоднородное псевдоожижение: в слое появляются газовые пузыри практически свободные от частиц. Такая ситуация наиболее характерна при псевдоожижении частиц газом.
Рассмотрим вопрос о возможности псевдоожижения.
Гелдарт предложил классифицировать порошковые материалы по четырем категориям в
зависимости от их пригодности к псевдоожижению (Рис. 2.15). Рассматриваемыми
параметрами в рамках этой классификации являются кажущаяся плотность гранулы 
и средний эквивалентный диаметр - 
. В соответствии с этой классификацией речь
идет о распределениях частиц по размерам, близких к нормальным (характерно для
катализатора крекинга).
Рис. 2.15. Классификация частиц по пригодности к псевдоожижению (по Гелдарту)
Четыре класса определяются Гелдартом следующим образом:
Класс С: Псевдоожижение почти невозможно из-за сильного взаимодействия частиц между собой
Класс А: Легкое псевдоожижение, почти гомогенное
Класс В: Легкое псевдоожижение, неоднородное
Класс D: Псевдоожижение возможно, но плохого качества
Классификация Гелдарта не учитывает другие факторы, которые могут быть существенными в некоторых специфических случаях:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.