临界流化速度 应用床层压降法测量硅粉的临界流化速度

　　摘要：文章对有机硅单体合成的原料硅粉进行冷态试验研究，试验应用床层压降法测量各级别硅粉的临界流化速度，根据各级别硅粉的平均粒径与临界流化速度的关系，拟合出了临界流化速度与粒径的关系方程。实验表明，小于20目硅粉极难流化，大于180目的硅粉开始出现大量的团聚，逐渐呈大粒子的现象。
　　关键词：硅粉 流化床 压力降 临界流化速度
　　1、前言
　　有机硅产品以优异的性能和多种多样的形态被广泛用于国民经济、国防建设中，硅油、硅橡胶、硅树脂等聚硅氧烷产品，以及硅烷偶联剂等有机硅材料已成为高新技术领域、国防工业和国民经济中不可缺少的关键材料[1]。20世纪90年代以来，国内对有机硅产品的需求快速增长，2004年国内有机硅的市场规模约50亿元人民币[2]。
　　文章着重于对硅粉的流化特性进行研究，为流化床的设计提供基础数据。
　　2、硅粉的基本物性
　　我国有机硅生产原料一般采用国标一级冶金硅。将冶金硅直接应用于有机硅单体合成，对提高二甲基二氯硅烷的选择性不利。优化硅的冶炼工艺，提高硅的质量，可大幅度提高合成反应过程的二甲基二氯硅烷选择性。
　　工业硅粉颗粒具有明显的棱角，与常规流态化研究采用球形颗粒存在很大差别。同时，工业硅粉颗粒的粒径分布也很宽，这也是硅粉体系不同于其他流化体系的重要特性。硅粉粒径分布很宽，分布在30-800微米之间。
　　如前所述，硅粉颗粒具有宽筛分和不规则性，为了更深入的了解不同粒径分布的硅粉颗粒的流化特性，必须对工业硅粉颗粒进行筛分，便于研究。本实验采用美国标准泰勒（Taylor）筛将工业硅粉筛分成十二个单筛分粒级。具体筛分数据如表1所示。
　　3、实验方法（流化特性的分析）
　　3.1 表观气速
　　表观气速由玻璃转子流量计测量。玻璃转子流量计直接读出气体流量，通过换算计算出床体表观气速。
　　3.2 床层高度
　　主床外壁上附刻度，床层高度可以直接读出。当料位波动时，多次读取最大值、最小值，取平均值作为床层高度。
　　3.3 床层压力及其脉动
　　3.4 床层压降法测量临界流化速度
　　临界流化速度是考察硅粉颗粒流化性质的一项重要因素。
　　采用床层压降法在流化床实验装置中测量不同粒径分布的硅粉临界流化速度。床层压力降采用在线测量系统测量，调节气量的大小，在线显示床层高端和床层低端的压力值，计算床层压力降，得到床层压降与气速的关系图，从图中进而可得到临界流化速度。
　　4、实验数据与处理（临界流化速度）
　　5、结语
　　通过对不同目数等级别硅粉的临界流化速度试验测试，可以得出结论：随着硅粉粒径的增长硅粉的临界流态化速度也相应地提高，硅粉临界流态化速度呈增长趋势。采用降速法测得的各级别硅粉的临界流态化速度并进行拟合得出如下公式：
　　参考文献
　　[1]孟祥凤.我国甲基氯硅烷生产水平及其差距浅析.有机硅材料，2000，14（2）：1～6.
　　[2]章基凯.有机硅材料工业近况和技术发展动向.化学世界，1996（7）：339-346.

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