Autofluidization: The fluidization of solid particles by gases evolving from the particles

Authors


Abstract

An experimental procedure was developed to study the autofluidization (i.e. the fluidization of solid particles by gases evolving from the particles) of green coke. It was found that the best method was to heat a 30 cm deep bed of 178 μm quartz sand to 800°C while fluidizing it with air and then adding a small batch of ˜1 mm coke particles to the surface of the bed. After allowing the coke to mix with the sand for 20 s, the fluidizing air was reduced to a lower rate. Pressure is then measured as a function of height in the bed and time. The result is a series of pressure measurements which decay smoothly from the fluidized state to a new steady state once all the coke's volatiles have been released. From these measurements it is possible to calculate gas velocities in the bed as well as bed voidage and apparent density. It was found that the upper sections of the bed would remain fluidized for up to nearly 2 min after the coke was added to the sand while the lower parts of the bed were never fluidized. Simple theory, in the form of the Blake-Kozeny equation, does a good job of predicting when autofluidization will occur and what the changes in bed height and pressure are within the bed.

Abstract

On a mis au point une méthode expérimentale afin d'étudier l'autofluidisation (fluidisation de particules solides par des gaz émanant des particules) du coke vert. On a trouvé que la meilleure méthode consistait à chauffeur un lit de 30 cm de profondeur garni de sable quartz de 178 μm à 800°C, tandis que celui-ci fluidisé avec de l'air et qu'une petite quantité de particules de coke de l'ordre de 1 mm est ajoutée à la surface du lit. On laisse le coke se mélanger avec le sable pendant 20 secondes, puis l'on diminue la vitesse de l'air de fluidisation. La pression est alors mesurée en fonction de la hauteur à l'intérieur du lit et du temps. Il en résulte une série de mesures de pression décroissant doucement pour passer d'un état fluidisé à un nouvel état permanent une fois tous les volatils du coke libérés. À partir de ces mesures, il est possible de calculer les vitesses de gaz dans le lit ainsi que le degré de vide et la masse volumique apparente. On a trouvé que les sections supérieures du lit restaient fluidisées pendant presque deux minutes après ajout de coke au sable, pendant que les sections inférieures du lit n'étaient jamais fluidisées. Une théorie simple, basée sur l'équation de Blake-Kozeny, s'avère efficace pour prédire quand se produira l'autofluidisation et quels sont les changements dans la hauteur du lit et la pression.

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