应用化工技术专业《流化床反应器的不正常现象》
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流化床反响器的不正常现象
不正常现象
在流化床反响器的日常操作与维护中,要重点防止异常现象的发生,下面介绍常见的异常现象:
1.沟流现象
沟流现象的特征是气体通过床层时形成短路,气体通过床层时,其气速超过了临界流化速度,但床层并不流化,而是大量的气体短路通过床层,床层内形成一条狭窄的通道,此时大局部床层那么处于静止状态,如图2-33所示。沟流有两种情况,〔a〕图所示的贯穿沟流和〔b〕图所示的局部沟流。沟流仅发生在局部,成为局部沟流;如果沟流贯穿整个床层,称为贯穿沟流。沟流现象发生时,大局部气体没有与固体颗粒很好接触就通过了床层,这在催化反响时会引起催化反响的转化率降低。由于局部颗粒没有流化或流化不好,造成床层温度不均匀,从而引起催化剂的烧结,降低催化剂的寿命和效率。因为沟流时局部床层为死床,不悬浮在气流中,故在△P-u图上反映出△P始终低于理论值W/A,如图2-34所示。
〔a〕〔b〕
图2-33 流化床中的沟流现象图2-34 沟流时△P-u的关系
〔a〕贯穿沟流;〔b〕局部沟流
沟流现象产生的原因主要与颗粒特性和气体分布板的结构有关。以下几种情况尤其容易产生沟流:颗粒的粒度很细〔粒径小于40m
〕、密度大且气速很低时;潮湿的物料和易于粘结的物料;气体分布板设计不好,布气不均,通气孔太少或各个风帽阻力大小差异较大。要消除沟流,可适当加大气速、对物料预先进行枯燥,另外分布板的合理设计也是十分重要的。还应注意风帽的制造、加工和安装,以免通过风帽的流体阻力相差过大而造成布气不均。
2.大气泡现象
流化床中生成的气泡在上升过程中不断集合长大,直到床面破裂是正常现象。但是如果床层中大气泡很多,由于气泡不断搅动和破裂,床层波动大,操作不稳定,气固间接触不好,就会使气固反响效率降低,这种现象称为大气泡现象,应力求防止。通常床层较高,气速较大时容易产生大气泡现象。在床层内加设内部构件可以防止产生大气泡,促使平稳流化。
3.腾涌现象
腾涌现象,就是在大气泡状态下继续增大气速,当气泡直径大到与床径相等时,就会将床层分为几段,变成一段气泡和一段
颗粒的相互间隔状态。此时颗粒层被气泡像活塞一样向上推动,到达一定高度后气泡破裂,引起局部颗粒的分散下落。腾涌现象发生时,床层密度不均匀,使气固相的接触不良,严重影响产品的产量和质量,并且器壁磨损加剧,引起设备的振动,容易损坏床内零部件。一般来说,床层越高、容器直径越小、颗粒越大、气速越高,越容易发生腾涌现象。在采用高床层、大颗粒时,可以增设挡板以破坏气泡的长大,防止腾涌现象发生。
流化床反响器的日常维护
流化床反响器在日常维护中要特别注意以下常见故障的发生,并做到及时妥善处理已发生的故障。
1、旋风别离器的维护
旋风别离器是气固别离的重要部件,为防止细微粉尘随气体逸出造成严重不良影响,因此要随时注意出料气体是否夹带催化剂颗粒,一旦发生,就要调节进料摩尔比及压力、温度,如果无效要做停车处理。
2、回收催化剂管线的畅通
此管线是回收催化剂的重要通道,不能堵塞,当反响器保温不良、换热器内热水温度低或反响器内产生冷凝水而导致催化剂结块都可能造成管线的堵塞,因此要加强反响器的保温效果,提高换热器内热水温度等以保证回收管线的畅通。
3、换热器换热效果好并密封完好
流化床反响器的优点之一就是传热效率高,为了维持适宜的
反响温度,补充或移走反响热都是通过换热装置完成的,因此换热器传热的好坏对反响顺利进行起着极其重要的作用,必须要保证换热器的良好传热,对换热器要注意清洗、检修或及时更换。
4、分布器或挡板通畅
气体分布器或挡板都是保证流化床反响器实现良好流态化的装置,是流化床的重要构件,一旦分布器或挡板被催化剂堵塞即造成流化质量下降,气固接触不均匀,反响无法正常进行,因而要调整好进料摩尔比以保证良好的流化,如果无效果立即停车清理分布板或挡板。