химический каталог




Расчеты аппаратов кипящего слоя

Автор А.П.Баскаков, И.П.Мухленов, Б.С.Сажин, В.Ф.Фролов и др.

О. Догорание СО в межчастичечных объемах отдельно не учитывается, фактически оно влияет на величину ?. Считается, что все реакции имеют первый порядок по газообразным компонентам.

Аналитическое решение дает следующее распределение концентраций кислорода Со2. диоксида Ссо2 и оксида Ссо углерода по высоте h слоя для горения углерода в кислородсодержащем дутье:

СО2 = С0ехр(-аА) (4.11)

Ссо3 = [е-агН - e-ah] а (1 - |)/(а - а») (4.12)

со 1 + Со L а — а2 а — а2 J

Здесь Со — объемная относительная концентрация кислорода под слоем.

Подбирая из опыта постоянные |, а и а2, зависящие от концентрации горючих в слое, удается описать экспериментальные зависимости с помощью полученных уравнений.

Аналитические оценки величин |, а и а2, имеющиеся для слоя неподвижных частиц (особенно величины а), отсутствуют применительно к КС. Наиболее существенной особенностью является резкое (на порядок) увеличение длины кислородной зоны в КС по сравнению со слоем неподвижных частиц в связи с более низкими концентрациями горючих в нем.

Эта модель игнорирует неоднородность, поэтому она применима для прогнозирования либо при очень малых и очень больших числах псевдоожижения, когда влияние неоднородностей заметно не проявляется, либо для слоев крупных частиц (d > 3 мм) с характерными для них проточными пузырями.

Второй метод — моделирование горения отдельной частицы, окруженной инертными — предложен в работе [19] для пузырькового режима псевдоожижения и впоследствии использован во многих других. В соответствии с ним, частица угля, находящаяся в плотной фазе в окружении инертных частиц, сгорает за счет кислорода, поступающего к ней из разреженной фазы путем молекулярной диффузии или вынужденной конвекции. Концентрацию Сп. ф кислорода во всем объеме плотной фазы в этом случае принимают одинаковой, т. е. перемешивание газа в ней предполагается идеальным. Часть кислорода поступает в плотную фазу непосредственно из-под газораспределительной решетки, поскольку сквозь эту фазу газ фильтруется со скоростью шп. ф. Однако основное его количество (при больших числах псевдоожижения) входит в слой в виде пузырей и уже из них передается в плотную фазу за счет массообмена с нею.

Аналитическое решение дает для изменения концентрации С„ кислорода в пузырях по высоте h слоя выражение, справедливое при постоянном по высоте слоя значении коэффициента рп массоотдачи от пузырей к плотной фазе:

(Си - Сп. ф)/(С0 - Са. ф) =~ ехр [-бРпА/(*в10ц)1 (4.14)

где йе — эквивалентный диаметр пузыря, wn — скорость его подъема.

При h — H (высота слоя) уравнение (4.14) дает концентрацию кислорода в пузырях на выходе из него.

Концентрация СП.Ф кислорода в плотной фазе получается равной

Сп. ф/С0 - [1 + *7(i - хш-ч\~у (4.15)

где у = 6рпЯ/(^едап); х *=* (w — а»„. ф)/да.

Концентрация С" кислорода над слоем после смешения газов, выходящих из плотной фазы и из пузырей, оказывается равной

С7С0 «• xe-v + (l - хе-т)*№ + 1 - **~Y) (4.16)

Выражение для комплекса k\ характеризующего интенсивность реакции на поверхности частицы, имеет вид:

k' = \2kHKp (1 - е„. ф) z/(wd) (4.17)

где l/k = (a/kc) -f- [bd((Sh D)] — суммарное сопротивление реакции '>.

Здесь Sh = p\d/D — критерий Шервуда (диффузионный критерий Нуссель» та) для массоотдачи к угольной частице; 0Ч — коэффициент массоотдачи к частице; D — коэффициент диффузии в газовой смеси (принят одинаковым для всех компонентов); z — относительная концентрация частиц горючего в общей их массе (размеры всех частиц приняты одинаковыми).

Значения величин kc, а и b зависят от механизма протекания реакции на поверхности частицы. В [20] рассмотрены три модификации.

1. На расстоянии от поверхности частицы, равном ее радиусу, существует диффузионное пламя из СО и 02. Образующийся в пламени С02 частично диффундирует в плотную фазу, а частично— к поверхности частицы, где восстанавливается до СО, который в свою очередь диффундирует в зону пламени. Кислород до поверхности частицы не доходит.

2. Реакция С + С02 не идет, а углерод окисляется непосредственно по реакции С + 02 = СОг.

3. Углерод окисляется по реакции С -f- 0,5О2 = СО, причем догорание СО протекает медленно и не препятствует диффузии кислорода к поверхности частицы.

kc — константа скорости расходования углерода в реакции С + С02 (для модификации 1) или С + 02 (для 2 и 3) на поверхности в предположении первого порядка реакции по С02 и 02, соответственно.

Скорость Rc — сгорания углерода со всей поверхности частицы записана э виде Ri и 2kjid2C*,

Коэффициенты а и Ь равны:

Модификация 1 Модификация 2 Модификация 3

а 1 2 2

6 1 2 1

Авторы [20] на основании литературных данных используют следующие значения констант скоростей реакций:

С02 + С = 2СО: kc = 1 • 1010 ехр (-30 670/Г)

С + 0,5О2=СО: kc = 595 ООО Т ехр (—17 949/7") (4.18)

СО + 0,5О2 = С02: - dCco/dr = 1.3 • 10MCcoC$Jo Cjjjexp (-15083/Г)

Здесь через С* обозначены концентрации соответствующих компонентов (в кмоль/м3); dCco/dx измеряется в кмол

страница 89
< К СПИСКУ КНИГ > 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

Скачать книгу "Расчеты аппаратов кипящего слоя" (4.83Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
сайт помощи больным детям
вакуумное выравнивание вмятин
концерт роби уильямся
тепловая завеса тепломаш кэв-24п6043е

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(20.08.2017)