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CFB系统设计 1.空塔气速uf的确定 临界流化气速的计算公式为 (m/s) 式中 umf——临界流化气速,m/s;
dp——颗粒平均直径,m;
ρs——固体颗粒密度,kg/m3;
μv——气体运动黏度,m2/s;
ρv——烟气密度,kg/m3。 上式的使用界定条件是雷诺数Re必须小于10,即 <10 当计算出的umf带入上式,算得Re>10时,必须进行修正,修正方法是,先计算出Re,带入下式修正: F=1.33-0.38logRemf 则临界流化气速u´mf = umf ·F 最大流化气速ut一般为临界流化气速u´mf 的10~90倍。最大流化气速ut的求取一般是按不均匀系统中颗粒在介质中的沉降速度求得。 (m/s) 其中,Cd为与雷诺数有关的曳力系数。对于球形颗粒,Cd与Re的关系如下: 当2<Re<500时, 根据u´mf<uf<ut,并且uf=(1.5~2.5)u´mf,求得uf。 2.流化床直径的计算 (m) 计算出流化床直径以后,要进行圆整,再用圆整后的直径重新核算空塔气速。 3.流化床高度的计算 流化床高度L指从气体分布板到气体出口的高度,由流化床高Lf,稳定段高度Ld以及分离高度TDH确定,即L=Lf+Ld+TDH。 (1)临界流化床高度L0 (m) 式中 ms——流化床内的物料质量,取270kg;
ρs——吸收剂的堆密度,kg/m3。 (2)流化床高Lf Lf=R·L0,R为膨胀比,取1.5。 (3)稳定度高Ld 在流化床设计中,一般考虑在稀相段高度之上增加一段高度,使床层稳定操作,稳定段高度取决于床层的稳定性以及密相床层的高度变化等,一般由经验来定,本设计中取Ld=1m。 (4)分离高度TDH
为防止粉尘随气流流出流化床,须在流化床的出口处设置挡板。 4.气流分布板 气流分布板的作用是保证流化床具有良好而稳定的流化状态。气流分布板应满足以下四个条件。 (1)均布气流,压降下,不产生“沟流”; (2)必须使流化床有一个好的初始流化状态,消除“死角”; (3)在长期的操作中不堵塞和磨蚀; (4)停运时固体物料不大量下漏。 流化床气流分布板的型式和开孔率对流态化效果影响很大,当开孔率较小时,床层气象密度较为均匀,气泡较小,气固相接触较为密切而气体沟流较少,但阻力较大。考虑到系统许用压降的情况下,选用单层多孔板形式,其上加一层金属丝网,以减少物料的漏失。 气流分布板的面积与流化床横截面面积相同。 5.床重计算 (1)流化床出口扬析量的确定 本设计采用扬析量与床重的比例为0.15。 床重W=ρsAh 式中 ρs——吸收剂的堆密度,kg/m3;
A——流化床横截面面积,m2;
h——临界流化床高度,m。 (2)补充新料量与回料量的确定 可根据反应方程式确定(此处假设在流化床里面有20%的CaSO3被氧化为CaSO4)。回料量可按扬析量的50%取。
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