流态化技术基础及应用

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上篇基础篇第一章 流态化的基本概念3第一节 流态化现象3一、流态化现象概述3二、非正常流化现象4三、流化质量5第二节 流态化技术的发展5第三节 流态化的分类6一、按流化状态分类7二、按流化介质分类8第四节 流态化在工业中的应用9一、物理过程中的应用9二、石油化工过程中的应用14三、燃烧和焚化过程中的应用17四、干馏和气化过程中的应用17五、煅烧和焙烧过程中的应用18六、生物流态化19第五节 流态化技术的优缺点20一、流态化技术的优点20二、流态化技术的缺点21参考文献21第二章 流态化工艺设备的基本构成23第一节 主体设备23一、壳体23二、气体预分布装置23三、气体分布板25四、内部构件25五、换热装置26六、床内气?固分离装置28第二节 辅助设备30一、物料的装卸30二、风机设备31三、床外气?固分离装置31四、颗粒流动控制机构33第三节 气体分布板的作用、结构及其特性35一、气体分布板的作用35二、气体分布板的结构及其特性36第四节 内部构件39一、内部构件的作用39二、内部构件的形式和特征39第五节 流化床参数的测量和实验研究41一、压力和储料量42二、床层的密度42三、气泡43四、两个并排流化床之间颗粒的输送44五、固体颗粒的流量44参考文献46第三章 固体颗粒特性及鼓泡床内的流动48第一节 颗粒物料的物性48一、颗粒的直径48二、颗粒的密度50三、床层空隙率51四、颗粒的比表面积和形状系数51五、休止角52六、颗粒的分类53第二节 鼓泡床中的流动特征54一、气泡相特征54二、乳化相特征60三、停留时间分布62第三节 影响流化过程的因素65一、颗粒粒度及其分布65二、颗粒粒度分布对流化特征参数的影响66三、颗粒粒径对壁面换热的影响67四、固体颗粒和流体热物性对换热的影响67五、颗粒的一些特殊问题68参考文献68第四章 气?固流化床的设计69第一节 流体通过床层的压降69一、流体通过固定床的压降69二、流化床的压降71第二节 临界流化速度和带出速度71一、临界流化速度的测定71二、临界流化速度的计算72三、带出速度76四、带出速度与临界流化速度之比77五、操作速度uo的选择78第三节 膨胀比、空隙率、起伏比和夹带分离高度79一、膨胀比和床层空隙率79二、起伏比82三、夹带分离高度82第四节 分布板的计算83一、布气临界压降或布气临界开孔率84二、稳定性临界压降或稳定性临界开孔率84三、分布板压降和开孔率的确定86四、侧流型分布板缝隙的高度87第五节 换热器的设计88一、床层与换热表面之间换热的影响因素88二、传热过程89三、床层与换热表面换热的关联式90四、管内流体与壁面的换热系数99五、管壁的导热100第六节 非机械控制阀的设计100一、L阀的设计101二、U形阀的设计101第七节 气?固分离器的设计103一、旋风分离器103二、简易布袋除尘器的设计109参考文献110第五章 其他流态化过程112第一节 颗粒在管内的流动112一、垂直管向下卸料112二、移动床向下流动114三、流态化颗粒向下流动115四、颗粒垂直向上流动的操作气速116五、颗粒在水平管内的流动117六、管内充气输送的安全气速117七、气力输送的压降119八、弯管的压降120第二节 高速流态化122一、湍动流化床122二、快速流化床124三、实验情况125四、压降、流化速度及循环量127五、高速流态化实验研究进展及应用128第三节 喷动床130一、喷动床工艺参数的计算130二、喷动床的传热134三、喷动床的应用135第四节 三相流态化137一、初始流化138二、各相含率139三、气泡行为141四、气?液体积传质系数143五、浸没物体与床层的传热144六、三相流化床的应用144参考文献146下篇应用篇第六章 某些物理过程的应用151第一节 气力输送151一、气力输送的类型及设备151二、气力输送的几个工艺参数152三、稀相气力输送155四、密相动压气力输送156第二节 流化床造粒和涂敷160一、造粒机理160二、流化床造粒的操作条件161三、影响喷洒造粒的因素161四、喷嘴和黏结剂162五、造粒应用举例162第三节 干燥166一、湿空气166二、湿物料168三、物料衡算和热量衡算169四、流化床干燥器的类型170第四节 热交换178一、单层热交换器178二、多层热交换器178参考文献180第七章 流态化燃烧181第一节 流态化燃烧的评价181一、沸腾层锅炉181二、循环流化床锅炉182三、增压流化床锅炉183第二节 辅助计算184一、燃料的发热量184二、理论空气量的计算184三、脱硫剂的需要量185四、理论烟气体积的计算185五、实际的空气和烟气体积186六、物料和热量平衡计算186第三节 煤在流化床锅炉内的燃烧188一、煤种的选择188二、煤颗粒粒径的选择189三、煤颗粒燃烧的各阶段190四、影响流化床燃烧的因素190第四节 脱硫和减少氮氧化物的排放192一、脱硫192二、脱氮氧化物196第五节 重要部件和运行参数198一、布风板198二、操作速度和截面热负荷200第六节 沸腾层锅炉201一、沸腾层锅炉的结构201二、沸腾层锅炉的运行参数202三、沸腾层锅炉存在的问题203第七节 循环流化床锅炉203一、循环流化床锅炉的结构204二、物料循环系统205三、循环倍率207四、外置热交换器207五、旋风分离器208第八节 增压流化床锅炉209一、给煤系统211二、高温排渣和烟尘分离系统212第九节 流化床垃圾焚烧212一、流化床焚烧垃圾的优缺点212二、沸腾层焚烧炉213三、循环流化床焚烧炉214参考文献216第八章 流态化技术在石油化工中的应用218第一节 石油炼制的流化催化裂化反应器218一、催化裂化过程的化学反应218二、催化裂化催化剂219三、FCC催化剂的失活和再生219四、FCC装置220第二节 有机合成工业中的流化床反应器224一、邻苯二甲酸酐（苯酐）224二、醋酸乙烯合成225三、费?托合成反应器226四、乙烯氧氯化合成氯乙烯227五、丙烯腈228第三节 聚烯烃工业中的流化床反应器230一、流化床生产聚乙烯（PE）230二、改进的聚乙烯流化床反应器231三、流化床生产聚丙烯（PP）232四、多区循环反应器233参考文献234第九章 流态化在煤炭气化中的应用235第一节 流化床气化的评价235一、常压和加压流化床气化235二、常压和加压气流床气化236三、流化床气化反应过程236四、影响流化床气化的因素237第二节 流化床气化工艺237一、温克勒气化炉237二、U-gas气化工艺238三、Cogas气化工艺240第三节 气流床气化工艺242一、Foster Wheeler气化工艺242二、K-T气化工艺243三、德士古气化工艺246第四节 循环流化床气化工艺249一、循环流化床煤气工艺249二、两段式流化床煤气工艺250三、循环流化床蒸汽/煤气联产工艺251四、循环流化床气化技术的关键252参考文献252第十章 流态化在其他领域中的应用253第一节 流化床焙烧253一、流化床焙烧制取氧化铝253二、硫铁矿的焙烧255三、汞矿的焙烧258四、锌精矿的焙烧258第二节 流化床煅烧和烧结259一、铝土矿的烧结259二、石灰石、白云石的煅烧259三、水泥烧结260第三节 流化床选煤260一、流态化分选的特点261二、流化床分选设备262参考文献262附录263附录1 空气鼓风机规格性能263附录2 旋风分离器示例265附录3 一些国家和地区燃煤锅炉污染物的排放标准268符号说明269后记274

作者简介

流态化技术是颗粒操作的一个重要手段。流态化技术大大地简化了颗粒的加工和输送等过程，提高了效率，使其在炼油、化工、冶金、动力和医药等众多领域有着广泛的应用市场。

　　本书分为两篇，即流态化的技术基础和应用。基础篇主要内容包括：流态化的基本概念；流态化工艺设备的基本构成；固体颗粒特性及鼓泡床内的流动；气一固流化床的设计；其他流态化过程。应用篇主要内容包括：某些物理过程的应用；流态化燃烧；流态化技术在石油化工中的应用；流态化在煤炭气化中的应用；流态化在其他领域中的应用。

　　本书可作为热能、石油、化工、冶金和轻工等专业的研究生、本科生教学用书，也可作为科研、工程技术人员的参考书。



　　本书简明扼要、重点突出地介绍有关气一固流态化技术的基本内容和在各领域中的应用，并适当地介绍其他流态化过程。本书的编排思路是，首先介绍流态化技术所涉及的内容，希望能使读者得到全面的感性认识，然后再有重点地、分别深入介绍其中的重要部分。因此，在上篇中，首先介绍流态化的基本概念；然后介绍流态化工艺设备的基本构成；在上述的基础上，进一步介绍固体颗粒特性及鼓泡床内的流动以及气一固流化床的设计，最后介绍一些其他流态化过程。期望通过上篇的介绍能帮助读者掌握和运用流态化技术的基本原理。在下篇中，将基本原理针对不同行业的特点加以推广应用，其所涉及的工业领域有：某些物理过程，如气力输送、造粒、干燥和换热等；流态化燃烧；石油化工；煤炭气化；物料的煅烧和焙烧。为了帮助读者顺利掌握和运用基本技术原理，对重点内容给出了例题，希望能起到举一反三的作用。鉴于流态化一些实验和结论的局限性，本书在下篇中尽量搜集了一些工程实践的数据，注重实用，以供读者参考。

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