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研究生:莊忠哲
研究生(外文):Juang Chung-Jer
論文名稱:多孔口噴嘴對流化床中床質磨損之影響
論文名稱(外文):Effect of Multilpe Jets on Attrition in a Fluidized bed
指導教授:吳石乙
指導教授(外文):Shu-Yii Wu
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:化學工程學系
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1999
畢業學年度:87
語文別:中文
論文頁數:121
中文關鍵詞:多孔口噴嘴磨損粒徑分佈噴氣現象幾何形狀排列之噴嘴流體化床
外文關鍵詞:Multiple JetsAttritionParticle Size distributionjettingJet''s geometry arrangementFluidized bed
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流體化床中常因分散板的設計不良,導致粒子結塊而堵塞了部分孔口,造成局部氣速過高的現象,即所謂噴氣現象(jetting)。而噴氣現象會造成流化床中床質磨損及淘失之情形,造成床質損失。由於工業觸媒的價格昂貴,觸媒的損耗量若太大,會使操作成本提高。
流化床中之噴氣現象(jetting),常會因其幾何形狀的不同,而對粒子粒徑分佈產生不同的效應。其床中床質的粒徑分佈,對流化床操作品質有很大的影響。影響粒徑分佈的因素最主要有兩個,一為淘失,一為磨損。若能準確的預測淘失速率及磨損速率,將能穩定操作流化床反應器,本研究乃針對多孔口噴嘴對流化之床質磨損作一探討。
本實驗乃在一內徑6.62cm、高2.5m之流化床中,以多孔口不同幾何形狀排列之噴嘴,操作氣速為208~38 m/s,孔口孔徑分別為5、4、3mm,噴嘴間距設定為2、3及4cm之情形下操作,以模擬工業上流化床反應器中噴氣區之行為,以求得石英砂床磨損速率之預估公式,期能準確的預估床之磨損速率,以作為操作流化床反應器時之依據。
Within the processes of fluidized bed combustor and catalyst regenerator, attrition and elutriation of fine particles from jetting to take bed-materials be losing. The main reason of the carryover is the distributor poor design in a fluidized bed as the orifice obstructed by the particle agglutination to cause local over high velocity. Cause industrial catalyst are expensive that increase the operation capital from catalyst quantity to lose.
Two factors of effect the particle size distribution are attrition and elutriation of fine particle. The relation of attrition and elutriation were discussed in our previous work, in this investigation we focus on the multiple jets effect on the attrition in a fluidized bed.
Experimental work was carried out in a batch gas fluidized bed with 6.62cm inner diameter and 2.5 height and perforated distributor. There are various sizes of silica sand and multi-jets with various geometry arrangements. The multi-jets velocities are handled from 208m/s~38m/s with inner diameters of 5, 4, and 3mm individually and pitch of 2, 3, and 4cm to simulate behavior of jetting area in a fluidized bed.
The experimental results show that the attrition is function of particle size distribution, materials nature, multiple jets velocity and orifice diameter of jets, the empirical attrition rates have been developed by two models; one is from the energy (model 1), the other is from particle motion (model 2).
摘要 I
Abstract II
目錄 III
圖目錄 IV
表目錄 X
符號說明 XI
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 文獻回顧 1
1-2-1 磨損速率 1
1-2-2 噴嘴現象 4
1-3 研究目的 7
第二章 原理 8
2-1 流體化床 8
2-1-1 流體化現象 8
2-1-2 床質之選擇 11
2-1-3 粒徑的量測與球形度 15
2-1-4 密度的測定與床孔隙度 16
2-1-5 最小流體化速度 17
2-1-6 床壓降與最小流體化速度間之關係 18
2-2氣泡在流化床中之行為 22
2-2-1 氣泡的生成 22
2-2-2 氣泡的特性 22
2-2-3 氣泡的尾跡(wake)與漂移(drift) 25
2-2-4 可見氣泡流率 28
2-2-5 氣泡穿透率-γfactor 31
2-3逸流及淘失現象 31
2-3-1 輸送解離高度(TDH) 33
2-3-2 逸流機構 33
2-4 磨損現象 35
2-4-1 磨損機構(Attrition Mechanism) 35
2-4-2 磨損速率之數學關係式 37
2-4-3 磨損速率及淘失速率之求法 40
2-5 噴嘴之穿透高度 44
第三章 實驗方法 45
3-1 儀器 45
3-2 實驗過程 49
3-2-1 篩析法製備石英砂床質 49
3-2-2 石英砂密度之測定 49
3-2-3 不同粒徑Umf之測定 50
3-2-4 實驗狀況之說明 50
3-2-5 不同空床氣速Us對淘失量之測量 50
3-2-6 兩孔口不同氣速Uj對淘失量之測量 51
3-2-7 三孔口不同氣速Uj對淘失量之測量 52
第三章 結果與討論 58
4-1 石英砂之性質 58
4-2 過量氣速(Uo-Umf)與淘失量之關係 58
4-3 噴嘴氣速Uj與淘失量之關係 58
4-4 單一孔口噴嘴氣速Uj對磨損速率之影響 69
4-5 單一孔口孔徑do與磨損速率之關係 69
4-6 單一孔口之噴嘴穿透高度Lj 76
4-7 單一孔口之平均粒徑dp與磨損速率之關係 76
4-8 多孔口噴嘴氣速Uj與磨損速率之關係 83
4-9 多孔口噴嘴孔徑do與磨損速率之關係 83
4-10 多孔口噴嘴之噴嘴穿透高度Lj 88
4-11 多孔口噴嘴之平均粒徑dp與磨損速率之關係 92
4-12 多孔口噴嘴間距與磨損速率之關係 92
4-13 單一孔口噴嘴與多孔口噴嘴磨損速率之比較 98
4-14 磨損速率之預測公式 102
第五章 結論與建議 109
5-1 結論 109
5-2 建議 110
參考文獻 111
附 錄. 117
Table A The Correction of Superficial Velocity 117
Table B The Correction of Multiple Jets Velocity 118
Table C Width of Size Distributor Based on Relative Spread 119
Table D Properties of Silica Sand 119
Table E Mean Size and Size Distributor of Silica Sand 120
Table F Pyconometer Method Particle Measurement Result 120
Table G Terminal Velocity Measurement Result by Wen and Geldart
Method 121
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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