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1、, q l 2 0 0 6 全国石油花j E 设备暨机泵年会会刊 流化床用气体分布板的研制 郝文生刘季敏 锦西化工机械( 集团) 有限责任公司 流态化床在物理操作方面的应用是基于：固体 颗粒小，有较大的比表面积，从而有利于吸附。气一 固间接触好，有利于传热；利用处于流态化状态的颗 粒只有流动性，便于输送；由于粒子不断地运动，使 易凝聚的物料不致于结块，也可以利用流态化床内 温度的均一性，以满足需要严格控制温度的要求。 流态化床设备具有结构简单，操作弹性较大的 优点，可以设计出各种规模的设备。因此，在许多行 业中得到了应用。 流态化床工作质量的好坏取决于流态化质量， 而影响流态化质量硬件方面的关
2、键因素是气体分布 板。本文仅就干燥、冷却用卧式多室流化床气体分 布板做一探讨。 1 气体分布板在流态化床中的地位 流态化质量是用来说明气体和固体接触的好 坏，接触的好，即谓流态化质量好，否则，就是流态化 质量不好。影响流态化质量的因素有哪些? 主要有 五个方面影响流态化质量，见表l 表1影响流态化质量的诸因素 术交流 从表1 中可以看出，硬件因素包括内部构件及 分布板二个因素。 内部构件能改善流态化质量，是因为它能破碎 气泡、限制气泡的长大，从而改善气体在床内停留时 间的分布。 有人将分布板与流态化床的关系看作是鸡蛋和 母鸡的关系，也有人把它看作是基础和建筑物的关 系。基础如果设计不当，就会影
3、响建筑物的建立。 2卧式多室流化床用气体分布板的作用 气体分布板是保证流态化床具有良好而稳定的 流态化状态的重要构件。分布板的作用有三： ( 1 ) 它必须具有均匀分布流体的作用，同时其 压降又最小。这需要正确地选取分布板的开孑L 率或 分布板压降与床层压降之比来达到。 ( 2 ) 它必须使流态化床有一个良好的起始流态 化状态，保证在分布板附近创造一个良好的气一同 接触条件，使所有粒子都动起来，从而排除形成“死 床”的可能。这可以从气体流出分布板的瞬间的流 型和湍动程度，从结构和操作参数上予以保证。 ( 3 ) 在操作过程中，分布板不被堵塞，固体粒子 不返流入分布板。 分布板对整个流态化床的直
4、接作用范围仅 0 2 0 3m ，然而它对整个床层的流态化状态却具 有决定性的影响。在生产过程中常会由于分布板设 计不合理，气体分布不均匀，造成沟流和死区，使床 层不能正常流态化。 3 气体分布板的结构型式 卧式多室流化床的气体分布板的结构型式主要 有三种： ( 1 ) 直孑L 式分布板 直孔式分布板结构如图1 所示。直孔式分布板 结构简单。易于制造。但气流方向正对床层，易使 2 0 0 6 全国石油化工设 床层形成沟流，J 、孔易于堵塞，停车时又易漏料。4 流化床气体分布板的工 、 I 黝黝P A溯 懒 冽髟夕 7 图1 ( 2 ) 斜孔式气体分布板 斜孔式气体分布板结构如图2 所示。斜孑L
5、 式气 体分布板上的孔大多数为犯m m ，同时有一向前伸 出的沿，使颗粒有一个( 向前) 侧向力，便于将分布 板上的物料排净和输送团块颗粒。这种分布板被广 泛应用于在同一设计中实现混合、造粒( 涂层或团 聚) 、干燥、冷却等操作过程，主要特点是设备结构 简单、安装方便、产品灵活性好( 可生产颗粒直径2 8m m 的任一产品) 、设备维修时间短、费用低。 图2 匕= C ( 3 ) 侧流式气体分布板 侧流式气体分布板结构如图3 所示。通常使用 的侧流式分布板为在底层孑L 板上加设条状板，气体 通过底层孔板后经过特制的条状板，使气体在水平 方向流出，它可以扫过整个板面，消除死床，此种结 构不易漏料
6、，不易堵，但结构较复杂，制作不方便，同 时对于颗粒较小的产品不适用。 、扣r “、 励吲 捌U A懒 饧V I A 。 图3 流化床气体分布板的工艺计算主要考虑气体分 布板的阻力以及开孔率。 流化床层的阻力按式( 1 ) 计算 A P b = h ( 1 一q f ) ( r 。一r ) ( 1 ) 式中P b 流化床床层阻力，k g m 3 ； g ，流化床空降率； r 。颗粒物料密度，k g m 3 ； r 气体密度，k g m 3 ； 危床层高度，m 。 根据我公司对斜孔气体分布器的试验，验证气 体分布板的阻力为气体入口动压的1 0 0 倍以上，因 此流化床气体分布板的阻力按式( 2 )
7、 计算： P d = 学- 1 0 0 等 ( 2 ) 式中 只气体分布板阻力，k g m 2 ； 形。气体人口管速度，m s ； 形，o f 分布板小孔气体速度，m s ； 卜阻力系数。 由式( 2 ) 可以得出 W o t = 尝职 ( 3 ) q 考 分布板的开孔率为9 。= 孑 ( 4 ) 由式( 3 ) 以及式( 4 ) 可得 一形 9 。= o 1 据芳 ( 5 ) 式中9 。布气临界开孑L 率； 耽空床气体速度，m s 。 5小结 通过对三种气体分布板的试验，可以得出如下 结论。 ( 1 ) 直孔型气体分布适用于P V C 等粒径较小的 产品的干燥、冷却等； ( 2 ) 斜孔型气体分布板适用于粒径较大的造 粒、干燥、冷却等； ( 3 ) 侧流式气体分布板适用于产能较大、粒径 较大的情况下，如食盐的干燥、纯碱的冷却等； ( 4 ) 任何一种气体分布器的应用均有一定的潜 能，因此最好以实验为准。 技术交
