Distinctions between low density and high density circulating fluidized beds

Authors

  • J.-X. Zhu,

    Corresponding author
    1. Department of Chemical and Biochemical Engineering, University of Western Ontario, London, Ontario N6A 5B9
    • Department of Chemical and Biochemical Engineering, University of Western Ontario, London, Ontario N6A 5B9
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  • H.-T. Bi

    1. Department of Chemical Engineering, University of British Columbia, 2216 Main Mall, Vancouver, BC V6T 1Z4
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Abstract

While many fundamental studies have been carried out in relatively low density circulating fluidized beds (LDCFB), there has been little reported fundamental study of the high density (including high solids flux and/or high solids concentration) circulating fluidized bed (HDCFB), although many commercial CFB setups are operating under high density conditions. Catalytic gas-phase reactions tend to require higher gas velocity and higher solids flux and/or concentration than gas-solids reactions, and therefore it is necessary to make a distinction between the two types of operations. The study of hydrodynamics and other fundamentals of HDCFB will help in understanding the fundamentals and thus improving the design and operation of existing HDCFB reactors such as FCC risers, and may also lead to other applications requiring even higher solids/gas feed ratios and/or higher solids concentration in the riser. On the other hand, high density operation can only be achieved by properly choosing the gas blower, solids feeding system and CFB geometry to avoid the instabilities resulting from insufficient pressure head from the gas blower and downcomers.

Abstract

Les lits fluidisés circulants de densité relativement faible (LDCFB) ont fait l'objet de nombreuses études, mais inversement, peu d'études fondamentales ont été menées avec les lits fluidisés circulants de forte densité (les HDCFB, qui incluent un flux de solides et/ou une concentration de solides élevés), bien que beaucoup de systèmes de CFB commerciaux fonctionnent dans des conditions de forte densité. Les réactions catalytiques en phase gazeuse demandent de plus forts débits de gaz ainsi que des flux de solides et/ou des concentrations de solides plus importants, et par conséquent, il importe de faire la distinction entre ces deux types de fonctionnement, L'étude de l'hydrodynamique et d'autres caractéristiques fondamentales des HDCFB permettra de comprendre ces caractéristiques et d'améliorer ainsi la conception et le fonctionnement des réacteurs HDCFB existants, tels que les colonnes montantes de craquage à catalyseur fluide (FCC); ces recherches peuvent aussi mener à d'autres applications nécessitant des taux d'alimentation solides/gaz ou des concentrations dans la colonne montante encore plus élevés. Par ailleurs, le fonctionnement à forte densité ne peut se réaliser que si on choisit convenablement ledistributeur de gaz, le système d'alimentation en solides et la géométrie du CFB, afin d'éviter les instabilités résultant d'une charge piézométrique insuffisante du distributeur de gaz et des déversoirs.

Ancillary