Движение газа в слое кусковых материалов. ДП представляет собой противоточный реактор, в котором движение газового потока обеспечивается его избыточным давлением на входе снизу

ДП представляет собой противоточный реактор, в котором движение газового потока обеспечивается его избыточным давлением на входе снизу, а движение материалов – силой тяжести. Газовый поток пронизывает слой кусковых материалов, находящихся в различных состояниях. На основе многочисленных экспериментальных работ получена математическая формула, устанавливающая универсальную взаимосвязь сопротивления газовому потоку и свойств газа и шихты для ламинарного и турбулентного режимов (более характерного для ДП). Формула для определения потерь давления газового потока в слое сыпучих материалов:

Порозность – это отношение объема пустот в слое к объему слоя.

Нам выгоден слой с высокой порозностью. Самая большая порозность когда кубическая упаковка. Если слой состоит из шаров разного диаметра, то промежутки между крупными шарами могут быть заполнены более мелкими. В этом случае порозность может оказаться ниже ее значения для самой плотной укладки в условиях равномерной кусковатости.

М К Из диаграммы следует, что по мере уменьшения количества кусков крупной фракции мелочь сначала заполняет объемы межкусковых промежутков без сокращения количества крупных кусков. При этом порозность уменьшается, а насыпная масса материала увеличивается. Когда все резервы размещения мелочи в объеме межкусковых промежутков будут исчерпаны, для дальнейшего увеличения количества мелочи в данном ограниченном объеме потребуется удаление крупных кусков и замена их мелкими. При этом часть объема, занятого сплошным материалом, замещается материалом более мелким, но имеющим промежутки между кусками. Таким образом, порозность снова начинает возрастать. Таким образом, только в начале добавления как более мелкого, так и более крупного материала к слою кусковых материалов происходит ухудшение структуры слоя, снижение его порозности и рост сопротивления газовому потоку. Этот вывод свидетельствует о целесообразности сортировки материала на классы крупности с узким диапазоном изменения гранулометрического состава. Нельзя давать в агрегат мелочь (меньше 5 мм). Каждый дополнительный % мелочи – это потери 0,5% производительности и на 0,5% увеличивается расход кокса.