Впервые систематизированы методы анализа и расчета широкого класса процессов, осуществляемых в промышленных аппаратах кипящего слоя. Рассматриваются основные закономерности гидродинамики кипящего слоя, дается расчет основных режимов и конструктивных элементов аппаратов. Описываются теплообмен, сушка, сжигание топ-лив, обжиг, каталитические и сорбционные процессы, кристаллизация и гранулирование. Все разделы иллюстрируются примерами расчета соответствующих процессов.
Предназначается для проектировщиков и инженеров-эксплуатационников химической, нефтехимической, пищевой и других отраслей промышленности, а также для научных работников, аспирантов и студентов соответствующих специальностей химических вузов.
Табл. 32. Ил. 161. Библиогр. список: 297 назв.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие......................... 6
Введение........................... 8
Глава 1. Гидродинамика кипящего слоя............... 14
1.1. Свойства сыпучих материалов................. 15
1.2. Определение диапазона существования кипящего слоя....... 19
1.2.1. Начало псевдоожижения и перепад давления в слое...... 19
1.2.2. Унос материала из кипящего слоя.......... 25
1.3. Типы псевдоожижаемых материалов............. 36
1.4. Функции распределения по временам пребывания и возрастам .... 37
1.5. Перемешивание твердых частиц............... 47
1.5.1. Модели перемешивания твердых частиц.......... 47
1.5.2. Определение параметров моделей перемешивания в непроточных кипящих слоях.................... 48
1.5.3. Определение параметров моделей перемешивания в проточных кипящих слоях.................... 52
1.5.4. Перемешивание твердых частиц в слоях, содержащих решетки провального типа или поперечные перегородки........ 57
1.5.5. Эмпирические уравнения для оценки коэффициентов моделей перемешивания твердых частиц . ....... ... 58
1.6. Движение и перемешивание газа . . . ......... 61
1.6.1. Модели движения и перемешивания газа . . . 61
1.6.2. Расчет и экспериментальное определение осредненных параметров фазы пузырей..... .62
1.6.3. Математическое описание полей концентраций трассеров и продуктов модельных реакций............... 67
1.6.4. Функции распределения по временам контактирования..... 69
1.6.5. Наиболее распространенные модификации двухфазной модели движения газа........ .......... 70
1.6.6. Качественное определение доминирующих признаков картины движения потока газа...... . .78
1.6.7. Условия применимости моделей движения газа при расчете реакционных процессов в гипящем слое . . . 81
1.6.8. Локальные коэффициенты межфазного обмена в свободно кипящих слоях . . ................... 83
1.6.9. Интегральные коэффициенты межфазного обмена и методы их оценки по экспериментальным функциям распределения времени пребывания и данным экспериментов с модельными реакциями . . 84
1.7. Газораспределительные устройства............... 89
Литература.......................... 92
Глава 2. Тепло- и массоперенос в кипящем слое........... 94
2.1. Перенос теплоты в объеме слоя................ 94
2.2. Тепло- и массообмен между газом и частицами.......... 98
2.3. Тепло- и массообмен между поверхностью и кипящим слоем..... 102
2.3.1. Основные положения и механизм теплообмена ........ 102
2.3.2. Эмпирические зависимости для расчета теплоотдачи ог труб и трубных пучков.................... Ю6
2.3.3. Сопоставление экспериментальных данных с оценками по модели 107
2.3.4. Теплоотдача от тел малых размеров............ 108
2.3.5. Теплоотдача от стенок аппарата и протяженных поверхностей . . 109
2.3.6. Локальный теплообмен по поверхности горизонтального цилиндра ......................... 111
2.3.7. Теплообмен при пульсирующей подаче псевдоожижающего агента 112
2.3.8. Влияние порозности слоя на теплообмен.......... 113
2.3.9. Массообмен между кипящим слоем и погруженным в него телом 116 2.4. Расчет многосекционного охладителя с переточно-ожиженным слоем . . 120 Литература.......................... 123
Глава 3. Сушка и эндотермический обжиг.............124
3.1. Сушка..........................124
3.1.1. Классификация влажных капиллярно-пористых материалов . . . 124
3.1.2. Классификация сушилок КС............... 126
3.1.3. Сушка различных материалов.............. 138
3.1.4. Основы кинетики процесса сушки............. 143
3.1.5. Рекомендации к расчетам сушилок КС........... 147
3.1.6. Расчеты процессов сушки в кипящем слое......... 151
3.2. Эндотермический обжиг................... 171
3.2.1. Общая характеристика печей КС для эндотермического обжига 171
3.2.2. Расчет печей для эндотермического обжига.........175
Литература..........................190
Глава 4. Сжигание топлив и экзотермический обжиг.........192
4.1. Сжигание газообразных топлив................192
4.1.1. Термодинамический расчет равновесного состава продуктов сгорания и конверсии...................192
4.1.2. Сжигание подготовленной газовоздушной смеси с избытком окислителя ......................194
4.1.3. Сжигание при раздельной подаче газа и окислителя.....197
4.1.4. Сжигание газовоздушной смеси с недостатком окислителя (неполное горение).....................201
4.2. Сжигание твердых горючих материалов.............214
4.2.1. Механизм газообразования ,.............. 214
4.2.2. Зависимость состава продуктов сгорания от концентрации горючих в слое......................218
4.2.3. Влияние способа загрузки топлива в слой на равномерность выгорания .......................219
4.2.4. Экологические преимущества кипящего слоя.........222
4.2.5. Основные проблемы в области применения топок с кипящим слоем твердого топлива ................ 227
4.2.6. Высокотемпературный кипящий слой на цепной решетке . . . 231
4.2.7. Топки с «традиционным» низкотемпературным кипящим слоем 233
4.2.8. Топки КС с циркуляционным КС (форсированным псевдоожижением)........................237
4.2.9. Расчет водогрейного котла с кипящим слоем........243
4.3. Экзотермический обжиг...................246
4.3.1. Общие сведения...................246
4.3.2. Основы расчета печи КС для обжига колчедана.......250
Литература..........................253
Глава 5. Каталитические и адсорбционные процессы.........255
6.1. Характеристика каталитических процессов............255
5.1.1. Общие сведения о катализе.......,.......255
5.1.2. Катализ в кипящем слое................258
5.2. Производственные процессы и реакторы с кипящим слоем катализатора 263
5.2.1. Типовые процессы и аппараты.............. 263
522 Примеры производственных процессов и контактных аппаратов
КС.........................266
4
5.3. Модели каталитических реакторов...............271
5.3.1. Модель с полным перемешиванием в плотной части слоя и потоком газа через пузыри............ .... 271
5.3.2. Модель с идеальным вытеснением в плотной части слоя и потоком газа через пузыри.................274
5.3.3. Ячеечная модель...................274
5.3.4. Границы применимости двухфазных моделей для расчета реакторов ........................277
5.4. Влияние гидродинамики кипящего слоя на показатели каталитического процесса.........................279
5.5. Расчет реакторов кипящего слоя.............. . 282
5.6. Адсорбционные процессы...................296
5.6.1. Кинетика переноса адсорбтива..............297
5.6.2. Расчет аппаратов с кипящими слоями адсорбента.......299
5.6.3. Десорбция......................310
5.6.4. Конструктивные элементы и схемы адсорбционных установок . . 313 Литература..........................313
Глава 6. Кристаллизация и грануляция..............315
6.1. Основы расчета кристаллизации и грануляции..........315
6.2. Устойчивость растворов и суспензий, предельные пересыщения .... 325
6.3. Распределение растворенного вещества и твердого продукта между отходящими потоками.....................328
6.4. Кинетика кристаллизации и обезвоживания............332
6.4.1. Кинетика кристаллизации по типу II...........334
6.4.2. Кинетика процесса на собственных гранулах ....... 338
Литература..........................342
Предметный указатель.....................344
Цена: 300руб.
