Influence of the Bed Type on the Flow Resistance Change During the Two-Phase (Gas + Powder) Flow through the Descending Packed Bed

• Autorzy: Panic B.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amm-2014-0135

Warianty tytułu

PL

Wpływ rodzaju złoża na zmianę oporów przepływu podczas dwufazowego (gaz+pył) przepływu przez schodzące złoże kawałkowe

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The flow of gases with powder in the countercurrent to the charge materials occurs in many chemical processes. In the shaft metallurgical devices, the physical and chemical processes take place also in the countercurrent system. An important issue is that there are no disruptions of the flow in this multiphase system. Under real operating conditions of the device, the powder is generated within the process and its source is the charge or it is inserted to the device within the process procedure. In this system, a problem of bed particle suspension appears. That is why the author undertook investigations on the gas - powder flow in the descending bed. A physical model of this system was constructed. The experiments were performed and the influence of gas velocity, a type and size of the bed and powder particles as well as the powder concentration in the gas was established. Conditions when the descending bed suspension occurs were defined. In the case of physical model with glass materials, the suspension of bed did not occur. Therefore, investigations using beds of high alumina materials, blast furnace pellets and iron powder were performed. The results are presented below. When the bed of glass spheres was replaced with the bed of alumina spheres, a considerable increase in the volume of powder held up in the bed the gas flow resistance were observed. The surface properties of bed particles changed and better conditions for powder holdup were created. The actual gas velocity in the bed increased due to void fraction reduction. Replacement of the glass powder with the iron powder caused a change in the powder density, its surface properties and the shape factor. Greater amounts of the iron powder were held up in the bed and the gas flow resistance increased. Comparing the alumina particle bed - iron powder system to the blast furnace pellet bed - iron powder system, changes in the surface properties of bed particles and the void fraction of bed changed. The study results were the basis for defining conditions of the descending bed suspension.

PL

Przepływ gazów z pyłem w przeciwprądzie do materiałów wsadowych występuje w wielu procesach chemicznych. W szybowych agregatach metalurgicznych procesy fizykochemiczne zachodzą także w układzie przeciwprądowym Istotnym jest by w tym wielofazowym układzie nie dochodziło do zakłóceń przepływu. W warunkach rzeczywistych pracy agregatów pył jest generowany podczas przebiegu procesu a jego źródłem są materiały wsadowe lub jest wprowadzany do agregatu w ramach procedury procesowej. W układzie takim pojawia się problem zawieszania cząstek złoża. Stąd autor podjął badania przepływu gaz + pył w złożu schodzącym. Skonstruowano model fizyczny układu. Przeprowadzono badania z analizą wpływ u prędkości gazu. rodzaju i wielkości kawałków złoża, cząstek pyłu, ilości pyłu w gazie. Określono warunki, w których dochodzi do zawieszania schodzącego złoża. W przypadku modelu z materiałów szklanych do zawieszania złoża nie doszło. W związku z tym podjęto badania na złożach z tworzyw wysokoglinowych na bazie AI₂O₃ i grudek wielkopiecowych oraz pyle żelaza. Otrzymane wyniki przedstawiono w niniejszej publikacji. Zamieniając złoże z kul szklanych na złoże z kul wysokoglinowych stwierdza się wyraźny wzrost ilości zatrzymanego w złożu pyłu i oporów przepływu gazu. Zmianie uległy własności powierzchniowe cząstek złoża, powstały korzystne warunki do odkładania pyłu, wzrosła prędkość rzeczywista gazu w wyniku zmniejszenia wolnych przestrzeni. Zastąpienie pyłu szklanego pyłem żelaza spowodowało że zmianie uległa gęstość pyłu, jego własności powierzchniowe, współczynnik kształtu. Pył żelaza został zatrzymany w złożu w większej ilości, wzrosły też opory przepływu gazu. Przy porównaniu układów złoże z kul wysokoglinowych - pył żelaza i złoże z grudek wielkopiecowych - pył żelaza, stwierdzono zmianę nie tylko własności powierzchniowych złoża ale również średnicy cząstek złoża a co za tym idzie wskaźnika początkowych wolnych przestrzeni. Uzyskane wyniki badań były podstawą do określenia warunków, w których dochodzi do zawieszania schodzącego złoża.

Słowa kluczowe

EN

descending packed bed; gas-powder flow; powder holdup; bed suspension

PL

złoże schodzące; przepływ pyłu w gazie; zator gazowy; zawieszenie schodzącego złoża

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 59, iss. 2
• Strony: 795--800
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Panic B.

• Department of Metallurgy, Faculty of Materials Engineering and Metallurgy, Silesian University of Technology, 8 Krasińskiego Str., 40-019 Katowice, Poland

Bibliografia

• [1] A. Łędzki, P. Migas, R. Stachura, A. Klimczyk, M. Bernasowski, Archives of Metallurgy and Materials 54, 1, 129-135 (2009).
• [2] M. Bernasowski, A. Łędzki, R. Stachura, A. Klimczyk, Z. Wcisło, Hutnik - Wiadomości Hutnicze 75, 3, 724-727 (2011).
• [3] T. Merder, A. Bogusławski, J. Jowsa, Archives of Metallurgy and Materials 57, 1, 297-301 (2012).
• [4] M. Saternus, J. Botor, Archives of Metallurgy and Materials 55, 2, 463-475 (2010).
• [5] B. Panic, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 55, 2, 567-572 (2012).
• [6] B. Panic, Metalurgija 52, 2, 111-180 (2013).