Summary
Burada bir yüzeye karşı çarpışma veya sıkıştırma sabit bir yatakta rüptürü yükseltilmiş bir katalizör ve dedi katalizör extrudates kırılma in ölçmek için bir iletişim kuralı mevcut.
Abstract
Haddelenmiş katalizörler ve onların doğal ya da zorla kırılması ya da çarpışma bir yüzeye karşı veya sabit bir yatakta basınç Yükü mekanik gücünü katalizör teknolojisinde önemli olayları vardır. Katalizör mekanik gücünü burada onun bükme tarafından ölçülür gücü veya bükülme gücü. Tipik boyutları endüstrisinde kullanılan ticari katalizörler uygulama açısından nispeten yeni bir tekniktir. Katalizör kırılma çarpışma bir yüzeye karşı tarafından dikey boru ortam havası ile extrudates yıkılmasından sonra ölçülür. Darbe kuvveti miktarının teorik olarak Newton'ın ikinci hukuk uygulayarak yapılır. Katalizör kırılması nedeniyle ölçümü stres sabit bir yatakta toplu ezmek güç testini standart yordamı izleyerek yapılır. Roman burada stres bir fonksiyonu olarak extrudates çap oranı uzunluğu azalma ölçme üzerinde odaklanmıştır.
Introduction
Katalizör üretim Petrokimya endüstrisi ve ilgili endüstriler destekler omurgasıdır. Ticari Katalizörler, Le sayfa1görmek, genellikle iyi korunan ticari sırları veya üretim yöntemleri patentli tarifleri göre uzatılır. Tipik katalizör 5 mm çapı 1 mm arasında değişir boyutlandırır ve çeşitli şekiller gibi bir silindir, bir trilobe veya bir quadrulobe da içi boş karşılıkları çeşitli ile birlikte geliyor. Çapı ve kesit haddelenmiş katalizörler kez çok iyi denetlenir, bireysel extrudates uzunluğu dağıtım gibi daha fazla bir Gauss ve bireysel uzunlukları genellikle eşit hakkında birden fazla alýcýya bir çapı alanı çapları. Bir özel durum die yüz inerken kesmeye izin verecek, yeterince büyük çaplı, haddelenmiş katalizörler ve bunlar bir daha sıkı kadar uzunluğu dağıtım. Petrokimya endüstrisi için tipik 3 mm çap kalıptan çekilmiş katalizörler için daha küçük 1 mm uzunluğu dağıtım normalde doğal kırılma veya zorla kırılmaya bağlı olarak içsel güçleri tarafından elde edilir.
Le sayfa1, Woodcock2, Bertolacini3, Wu4 ve5 Li tipik katalizör özellikleri ve gücü ölçümleri inceliklerini gösterir. Tipik gücü ölçümleri edebiyat ve ticari ayarları tek extrudates ortalama ezmek gücünü oluşturan ve toplu gücü ezmek. Bir katalizör yükleme hayatta kalmak ve işlemlerde kullanmak için yeterli güce sahip olup olmadığını yargılamak için hem güç özellikleri kullanılmaktadır. Genellikle de bir yıpratma testi katalizör aşınma direnci sürecinde yargılamaya eklenir. Katalizör gücü ve kullanım ticari tesislerinde çok büyük bir veritabanı var karşın, bu bilgileri açık literatürde nadiren erişilemez. Ayrıca, birçok katalizör tarifleri geçici ve çok deneme yanılma sonra kurduk. Katalizör üretim bu yönünü modellenmesi hala az söylemek zordur.
Burada uygulanan tipik bir üç nokta bükme testinde elde edilen rüptürü Euler-Bernoulli modülü ölçüsü elde edilen katalizör bükülme gücü kaldı. Li6 ve Staub7 katalizörler bükülme gücü üzerinde yorum ama işlerini oldukça geniş çaplı extrudates üzerinde yapılır ve hiçbir doğrudan uygulama modeli katalizör kırılması verilir. Bükülme gücü nadiren ölçülen ve tipik ticari katalizör boyutları için literatürde bildirdi. Ayrıca, bükülme gücü rehberlik katalizör imalat için uygulanmaz kez
Ölçme ve kendi üretim sırasında veya sürecinde kullanımı sırasında katalizörler kırılma modelleme zordur. Sık sık katalizör extrudate uzunluğu çap oranı temel alınarak gücü güç yasaları ile ilgili deneysel yöntemleri örnek alınarak, ancak, birçok durumda bu hala güçlü bir özel bileşeni vardır. Bridgwater8 parçacık kırılma makaslama ama extrudates çap oranı uzunluğu nedeniyle kapsamlı bir bakış extrudates ticari aralığının dışında bu yazıda ele sağlar. Ayrı öğe (DEM) ve Sonlu elemanlar yöntemleri (FEM) Şimdi de granül kırılma araştırmak için kullanılır ve bu yöntemlerin temel düzeyde sorunu yaklaşım. Başvuru Heinrich9, Wassgren10Potyondy11Potapov12Carson13ve Farsça14 bu yaklaşım hakkında ayrıntılı bilgi için verilir. Yöntem ve teknikleri burada istihdam geliştirmemize yardımcı girişiminde katalizör kırılması nedeniyle darbe kuvveti belirlemek için Newton'ın ikinci Kanunu ile çarpışma modelleme ve bu kopma Euler-Bernoulli modülü tarafından ifade gücü ile Dengeleme. Sabit bir yatak, yük gücü ve yatak bükülme gücü uygulanır ve bu yatağın en/boy oranı yükü bir fonksiyonu olarak tahmin etmek için sağlar bir denge içinde yük stres tarafından kırılması için. İyi kontrollü şartlar ve bu yönü altında uygulanması gereken ölçüm yöntemleri kendilerini burada kapsamlı ayrıntılı bu yazıda çok önemli olduğundan. Örneğin, iyi katalizör nem kaldırdığında katalizör güç güçlü tarafından uygulanan ısıl işlem ve kullanım şartları tarafından etkilendiğini olduğu bilinmektedir. Yüksek Nem pick-up genellikle zayıflar iken yüksek ısıl işlem sıcaklıklar genellikle katalizör güçlendirmek. Olduğunu, bu nedenle, önemli gücü uygun ısıl işlem görmüş bir katalizör ölçülür ve nem olduğunu kontrol ya kendi üretimi sırasında katalizör kullanımı için temsil edici yapmak için gerekli olduğu veya sürecinde kullanımı sırasında. Küçük özellikle ölçer ve petrokimya endüstrisi için tipik katalizör extrudates uzunluğu çap oranı modelleri edebiyat bulunur. Son zamanlarda, Beeckman15,16 doğal kırılma ve çarpışma nedeniyle katalizörler zorla kırılma tahmin etmek için katalizör bükme gücünü kullandı. Burada belirli dikkat catalyst en boy oranı (L/D) Çap oranlarına uzunluğunu temsil edici bir örnek içinde bireysel katalizör extrudates aritmetik ortalamasının olarak tanımlanan verilir. Deneysel yöntem tanımlamak burada oldukça basit ve temelde çalışma ve deneysel ölçümler teorik tedavileri ile karşılaştırın sağlar.
Rüptürü (MOR) katalizör in bükme gücünü ölçüsüdür. Leonhard Euler ve Daniel Bernoulli ilk teorik olarak ses yaklaşım elastik davranış ve kopma güç geri 1750 geliştirilmiştir. Şekil 1 bir şematik bükme testi ve rüptürü kuvveti Frgösterir. Silindirik bir extrudate için özel durum üzerinden rüptürü in hesaplanabilir:
(1)
Burada σ rüptürü in denir ve stres (Pa) boyutları vardır. W iki destek nokta arasındaki mesafe ise D extrudate çapı için duruyor. Değişken s şekil faktörü ve 8/bir silindir için π eşittir. Başvuru şekilleri ile farklı kesit başa çıkmak için ne kadar Beeckman16için açıklama kapsamlı bir kuvvet ve el altında gerilmeler de deney sırasında verilir. Özellikle, σ gerilmesi dik extrudate kesit için yönettiği ve iki destek noktaları arasında orta aşırı fiber bulunan rüptürü, var.
Bir extrudate bir yüzey ile çarpışması için Beeckman15 iki Asimtotlar extrudate en boy oranı ile ilgili mevcut gösterir. Φ∞ denilen ilk asimptot birçok yinelenen etkileri ulaşılır. Kırılma çarpışma üzerine sonra daha kısa katalizörler daha az ivme var ve bu nedenle daha az kuvvet etkisi üzerine deneyim beri bu asimtotik davranışı kolayca anlaşılmaktadır. Aynı zamanda, daha kısa katalizörler da tork bir perspektiften kırmak için daha fazla güç gerektirir ve bu nedenle katalizör birçok etkileri üzerine bir asimptotik en boy oranını Φ∞ ulaşması bekleniyor. Extrudates yeterince uzun olan düşürülme Φα denilen ikinci asimptot tek bir darbeden sonra ulaşılır. Uzun extrudates orantılı olarak daha fazla ivme ve ara ilk etkisi üzerine uzunlukları boyunca çeşitli yerlerde ve en boy oranı sonrası çarpışma Φαbelirlenmiş ikinci asimptot ulaşır. Her iki Asimtotlar tekrarlanan etkileri sayısının bir fonksiyonu olarak en boy oranını ölçmek çarpışma veri regresyon tarafından bulunabilir:
(2)
J damla Φ0 ilk en-boy oranı ve Φj nerede en boy oranını peşinde. Parametreleri Φ∞ ve Φα etkisi şiddeti ve katalizör gücü ile ilgili bir fizik mekanik anlamı yoktur. Etkisi şiddeti olsa büyük damla heights için katalizör terminal hız yaklaşıyor ve bu nedenle önem düzeyde olacaktır damla yüksekliğini değiştirerek değiştirilebilir.
Parçacık uzunluğu ve parçacık çapı katalizör, üretim sırasında önemli özellikleridir ve kullanır. Boyutu ve katalizör parçacıklar şeklinde aynı zamanda ambalaj özellikleri faktörlerin belirlenmesi ve basınç düşmesi katalizör yatak etkiler. Önceki gün, bu özellikler genellikle el ile ölçüldü ve bu çok sıkıcı bir işlemdir. Şimdi, bu özellikleri kolayca ilk tarafından optik elde edilebilir katalizör extrudates büyük bir örnek tarama. Daha sonra görüntüleme yazılımı bireysel parçacık boyutlarını belirlemek için kullanılır. Bu parçacıklar hızlı ve doğru bir şekilde çözümlenmesi, Beeckman15görmek için çok sayıda sağlar. Bu sistemler etkin bir şekilde tanımak ve parçacıklar çapı 0,8-4.0 mm aralığında ve çeşitli çaplarda uzun olabilir uzunlukları ölçmek için ayarlanmıştır. Bu yöntem bir katalizör "yukarıdan aşağıya" görünümünü kullanır ve bu nedenle bir "optik" çapı verir. Optik çap çap değerleriyle karşılaştırarak el ile kaliperler ile tespit için belirli şekiller, bakım sarf gerekir.
Toplu ezmek güç testini katalizörler ve katalizör taşıyıcılar, burada kullanılan ASTM D7084-0417 kabul edilen standart test yöntemidir. Katalizör silindirik hücrede yüklenir ve basınç (stres) genellikle 5-1000 kPa aralığında uygulanır ve equilibrate için izin verilir. Her baskı noktadan sonra katalizör kaldırılır. Katalizör cezalar katalizör örnekten dışarı ekranlı ve katalizör örnek toplu doğru en boy oranını ölçmek için temsil edici bir örnek almak için riffled süre ağırlığını koydu. Katalizör gücü ölçmek için yaratılan cezalar miktarına standart toplu ezmek gücü test yordam bulunur iken, bu el yazması azaltma boy oranı sonra kırılma yükü bir fonksiyonu olarak bulunur, ayrıca Beeckman18 bkz: .
Protocol
Kullanım yeterli kişisel koruyucu ekipman örneğin Emanet gözlük, eldiven vb bu el yazması anılacaktır herhangi bir görevleri yerine getirmek için. Başlangıç materyali gücü bükme ölçülerini, çarpışma, en boy oranı veya toplu kırma her zaman laboratuar çalışmaları veya pilot donanımları çalışmalar aldığınız extrudates olup, burada kullanılan veya ticari malzemelerdir. Katalizör extrudate gücü tedavi öncesi koşullara bağlıdır bu nedenle uygun tedaviler seçmesini için önemlidir. Ölçümler sonucu daha fazla çalışmaları içinde en az bir gücü açısından kullanmak için hangi malzemeler karar verir.
1. bükme gücü
-
Bükme gücü numune hazırlama
- Extrudate örnek bir temsilcisi boyutu en az 25 parçacıkların ilgi riffle. Bir iplik riffler veya ızgara türü örnek bölücü kullanın.
Not: Katalizör gücü üzerinde termal Önarıtma bağlıdır, bu nedenle örnek pretreatments ile ilgili kullanıcı tarafından yapılacak belirli seçimler gerektirir. - Aşağıdaki iki tipik pretreatments birini gerçekleştirin ama durumları kullanıcı ihtiyaç bağlı olarak değiştirilebilir.
- Örnek 1 h için 538 ° C'de calcine.
- 25 riffled katalizör extrudates en az bir porselen tabak veya ısıya dayanıklı kabı yerleştirin.
- Yer 1 h için 538 ° C'de Refrakter tipi Muffe fırına katalizör ile çanak.
- Calcination sonra sıcak örnek bir desiccator yerleştirin ve ortam koşulları için soğumasını bekleyin.
- Örnek 2 h en az için 121 ° C'de kuru.
- 25 riffled katalizör extrudates en az bir porselen tabak veya ısıya dayanıklı kabı yerleştirin.
- 121 ° C en az 2 h için ayarla bir kurutma fırın katalizör ile çanak yerleştirin.
- Sıcak örnek kurutma fırından çıkarın ve bir desiccator yerleştirin ve ortam koşulları için soğumasını bekleyin
- Örnek 1 h için 538 ° C'de calcine.
- Extrudate örnek bir temsilcisi boyutu en az 25 parçacıkların ilgi riffle. Bir iplik riffler veya ızgara türü örnek bölücü kullanın.
-
Bükme gücü Araçları Kurulum
Not: hata çubuğu rüptürü mod için % 10 olduğunu. Her gün ileri üretici tarafından belirlenen yordamına uygun ekipman kalibre. Doğru örnek şeklinde MOR hesaplama eşleşen yöntem şekil faktörü üzerinde bağlıdır seçin.- Bükme test çerçeve başlatmak ve kullanmadan önce en az 20 dk kadar sıcak sistemin izin verin. Sonra gerekli yazılımı açın.
- 10 N (10 Newton kuvvet) yük hücresi üreticinin yönergelerini başına ekleyin.
- 0.2 mm/sn bir 5 mm destek süresi ile bir örs hızını seçin.
Not: Bu oranın hız katalizör bir gerilme oranı duyarlı bölgede değildir ve rüptürü kuvveti tekrarlanabilir gözlendi. - ' Modülü, Rüptürü (MOR)' ve 'En fazla kuvvet' sonuçları sekmesini seçin.
- MOR çerçeve üzerinde crosshead sıkıca çerçeve konsolda "Dönüş" düğmesine basarak "Sıfır" konumda olduğundan emin olun. Crosshead ve örs konumunu farklı çap extrudates karşılamak gerekirse değiştirilebilir.
-
Bükme gücü ölçüm
- Katalizör extrudate örnek desiccator alıp bunu bir paket kuru gaz oluşturmak için yukarı doğru üfleme N2 ile bir ters 5-6 cm çapında filtrede yerleştirin.
- Bir extrudate örnek filtre tepsiden alın ve destek kirişler arasında yerleştirin için cımbız kullanın. Extrudate örnek yerleşim ve nem pick-up en aza indirmek için ölçüm süresini en aza indirmek.
- Katalizör extrudate örnek olarak en iyi olarak mümkün sol sağa ve açık destek kirişler üzerinde yedeklemek için merkezi.
- Sağ araç çubuğu "Başlat" simgesine tıklayın.
Not: Bu adımda, extrudate kırılma noktası bükülmüş ve bu nedenle testin Bu anlamda yıkıcıdır. - Crosshead durdurur ve yük gücü % 40 düşüş yaşandığı üzerine başlangıç pozisyonuna verir emin olun.
Not: Bu, genellikle extrudate kırılması çıkar. - Sonraki extrudate devam etmek için doğru araç çubuğundaki "Sonraki" simgesini seçin.
- "Geri" grafik ve sonuçlar tablo veri noktasını görüntülemek için vurmak.
- "Basit bitirmek" 25 extrudate numune ölçme sonra seçin.
Not: Yazılım güç özellikleri olan rapor oluşturur
2. çarpışma testi
Not: Böylece bireysel katalizör extrudates aslında damla tüp sonundaki boş bir yüzey ile birbirlerine engel olmadan çarpışır hangi ile açılan tüp katalizör besleniyor ilerleme hızı düşük tutulur
-
Çarpışma donanımları hazırlık
- Damla tüp (0.15 m Çap ve 1.83 m uzun plastik tüp) kurtarma plaka ile birleştirin (316 SS) alt. Damla tüp üzerinde ortalanmış besleyici deşarj seçim (burada 1,83 m) doğru yükseklikte ayarlayın. Çarpışma şiddetini değiştirmek için açılan yükseklikleri değiştirmek.
- Set off güç ile titreşimli besleyici ila 250 Hz frekans yankı.
- Besleme hopper üzerinde konum yerel havalandırma.
-
Çarpışma numune hazırlama
- Katalizör örnek bir temsilcisi boyutu en az 50 parçacıkların ilgi riffle. Bir iplik riffler veya ızgara türü örnek bölücü kullanın.
- Yavaşça küçük parçacıklar için çap oranı daha az veya eşit 1 uzunluğu önlemek için hazırlanmış örnek elek.
- İlk en/boy oranı örnek Protokolü Bölüm 3 kullanarak ölçün.
-
Çarpışma Catalyst bırakma yordamı
- Elle tüm örnek besleme hopper aktarın.
- Besleyici oluğu çıkış damla tüp üzerinde merkezli olun.
- Besleyici güç ve 'Start' için ayarlamak için açma/kapatma düğmesi etkinleştirme
- Tüm parçacıklar serbestçe damla tüp içine düşmek ve alt plaka üzerinde vurmak izin.
- Bir kez tüm parçacıklar beslenen ve düştü besleyici gücünü kapatın.
- Tüm parçacıklar kurtarma plaka aktarmak ve toz ve fiş kaldırmak için eleme tarafından para cezaları örnek yavaşça çıkarın.
- 1 X belirlenmiş ilk açılan ölçüm tamamlamak için protokol Bölüm 3 kullanarak örnek en boy oranını ölçmek.
- Adım 2.3.7 örneği kullanarak, 2.3.1 2.3.6 adımları yineleyin ve en boy oranı 2 X belirlenmiş ikinci açılan ölçüm tamamlamak için protokol Bölüm 3 kullanarak ölçün.
- 5 X tamamlamak için yukarıdaki adımları tekrarlayın ve 10 X ölçümleri bırakın.
Not: Bir en boy oranı sadece küçük birden çok damla sonra değişir bu yana orta boy oranı ölçümleri atlamayı seçebilirsiniz.
3. catalyst en-boy oranı
-
En boy oranını numune hazırlama
- Katalizör örnek 50-250 parçacıklar temsilcisi boyutuna ilgi riffle. Bir iplik riffler veya ızgara türü örnek bölücüyü temsil edici bir örnek almak için kullanın.
- Bir L/D ile daha az 1'e eşit veya daha küçük parçacıklar önlemek için hazırlanmış örnek D bir extrudate çapı için standları iken L bir extrudate uzunluğu için standları elek.
-
En boy oranını yazılım ve kurulum
- Belgili tanımlık bilgisayar yazılımı açın ve ekranın üstündeki "Tarama" araç çubuğu düğmesi seçin.
- Camını herhangi bir toz kaldırmak için bir mikrofiber bezle silin. Bir temiz şeffaflık sayfayı tarayıcıya yerleştirin.
- Extrudates şeffaflık üzerine serpin ve birbirlerini dokunmadan parçacıkları kaçının. Parçacıklar tarafından 20 cm maksimum 10 cm ölçme dikdörtgen bir alan içinde yer.
- Rastgele extrudates Taranacak alanı arasında dağıtın. Bir çift cımbız parçacıklar birbirlerinden uzağa kaydırın veya daha açık alanlarda yer onları kullanın.
- Tarayıcı kapağını kapatın.
- Partikül şekli seçin
- İleti işlev ayarı, parçacıklar (ekranda kırmızı işaretli), dokunmak için yazılım olan parçacıklar etkinleştir örtüşen (veya fırçalama) tarama alanını ve bunlar kenarına otomatik olarak, herhangi bir herhangi bir parçacıkları ile aşırı eğriliği, kaldırıldı çok parçacıkların küçük (örneğin toz lekeleri) ve birbirlerine dokunuyorlar herhangi bir parçacık.
- "Tarama" araç çubuğu düğmesini tıklatın.
Not: Tarayıcı parçacıklar taramaya başlar. 2-3 dakika arasında sürer. Tablo sonuçları ve optik Taranan görüntünün ekranda görüntülenir.
-
En boy oranını analiz
- Taranan sonuçları inceleyin ve tüm yasal parçacıklar taramada dahil emin olun.
Not: Okunaklı parçacıkları var ve L/D > 1, tarama için doğal bir konumda dinlenme ve diğer extrudates dokunmayın. - Hesaplama algoritması mükemmel olmadığı gibi komşu bir parçacık dokunmaktan şüpheli her parçacık gözden geçirin.
- Kalabalık (dokunmadan veya birbirinin üstüne yalan) nedeniyle hatalı ile dinlenme parçacıklar yazılımı ile ortadan kaldırın. Alternatif olarak, cımbızla parçacığın konumunu ayarlayın ve tüm örnek yeniden taranan olabilir.
- Sonuçları kaydedin ve aşağıdaki bilgileri kaydedin: ortalama çapı, ortalama uzunluğu ve parçacık sayısı.
- Taranan sonuçları inceleyin ve tüm yasal parçacıklar taramada dahil emin olun.
4. toplu Crush test
-
Toplu Crush numune hazırlama
- Katalizör extrudate örnek ilgi toplam miktarın uygun bir temsilci elde etmek için riffled.
- Katalizör örnek için en az 1 h Muffe fırında veya benzer 538 ° C'de heat-treat ve sıcak bir desiccator içinde yerleştirin ve ortam koşulları için soğumasını bekleyin.
-
Toplu Crush yordamı
- Katalizör örnek konteyner (kupa) Dara ve böylece aşırı bir katalizör kapsayıcısında katalizör ile taşan için doldurun.
- Dikkatle Kupası ile bir metal düz kenarlı yatağın aşırı ambalaj olmadan seviye.
- Kapsayıcı örnek ağırlığı elde etmek için düzeltilmiş bir katalizör ile coorect.
- Dikkatle örnek yükleme bloğu ve piston derlemede yer. Katalizör ezme olmadan yükleme bloğu örnek üstüne yerleştirin.
- Rulman yük sokağın ortasına yerleştirin ve kilit kol uygun yüksekliğine eşit rulman üzerinde küçük bir marangoz düzey'ni kullanarak ayarlayın. Kol yerine kilitleyin.
- Basınç regülatörü kullanıcı tarafından belirtilen basınçta katalizör örneğe uygulanmak üzere ayarlandığını kontrol edin.
Not: Genellikle 5-1000 kPa aralığında ve normalde belirli uygulama için deneme yanılma ile bulunur. - Yük kontrol vanası ve basınç supabı açıktır ve taşma payı vanayı kapat kontrol edin.
Not: Yükleme bloğu için set onun basınç artacak. - 60 için bekleyin s equilibrate örnek için.
- Yayın basınç kanama vana açma ve kapama basınç valfi. Özgün konumuna geri dönecek yük blok izlemek.
- Ayarlanabilir kilit kol kilidini ve rulman topu alıp bloğun dikkatle yüklemek.
- Ölçü ve kayıt örnek girinti crush test sonra.
- Para cezaları elek. Kayıt para cezaları toplanan ve örnek bölüm 3 protokolüne göre en boy oranını ölçmek.
Representative Results
Çarpışma tarafından kırılması:
Okuyucu bir extrudate bir yüzey üzerine bir etkisi karmaşıklığı hakkında bir fikir vermek için bu olduğu düşünülüyordu faydalı bir kaç anlık görüntü fotoğraflar en yüksek kare hızda sağlamak biz kullanılabilir (10.000 kare/sn) vardı. Şekil 2 böyle yüksek hızlı fotoğrafçılık gösterir ve onlar bir polikarbonat yüzey etki olarak bireysel extrudates kırılma yakalar. Bu yüzey yansıma yüzey kapalı tarafından etkisi ve iletişim örneğini açıkça tanımlamak için sağlar extrudate önce yaklaşım gösterir ek fayda vardır. Kırılma etkisi tarafından süresi tam etkisi geçmiş çok karmaşık olmak gösterirken 10-4 s gibi görünüyor. Çarpışma sırasında zamanın bir fonksiyonu olarak extrudate tarafından deneyimli Kuvvetleri çok çivili ve düzensiz. Ortalama yavaşlama etkisi hız kişi zaman içinde ne olur sadece kaba bir tahmin olarak tanımlanmış. Yine gücün sadece kaba bir tahmin extrudate kitle tarafından çarpılır olmasıdır.
Asimptotik en boy oranını Φ∞ katalizörler 25 farklı türde kararlı ve bunların özelliklerini Beeckman16' verilir. Doğrusal olmayan regresyon giriş bölümünde gösterilen EQ (2) kullanarak modeli parametresi Φ∞ her katalizör elde etti.
Şekil 3 azaltılması art arda farklı yükseklikten düştü aynı catalyst toplu tipik bir taze katalizör en boy oranını gösterir. Bu açıkça asimptotik en boy oranı, Φ∞ farklı damla heights i.eiçin doğru çıkış gösterilmektedir. farklı severities. Beeckman16 gösterir büyük damla heights için en boy oranını farklılığı küçülür ve ortam havası tarafından sürükle sırasında extrudates, ivmesini yavaşlatır ve nihayet için büyük damla terminal hız ulaşır sonbahar nedeniyle daha küçük yükseklikleri. Bu da extrudates ile üst üste damla sayısını en boy oranına eğilim eğrinin şeklini açıklar ikinci bir sipariş sonu hukuk izleyin gösterilmiştir. Şekil 4 ama şimdi (her veri noktası tek bir extrudate oluşturulur) tek bir darbe sonrası çok uzun select katalizör lifler ile başlıyor 3 rakam olduğu gibi aynı catalyst en boy oranını gösterir. Katı sembolleri Ortalamalar boyutlarda her grup için en boy oranına temsil eder. Bu ikinci asimptot Φα ve uzunluğu çap oranı extrudates çok sınırlı sayıda alındığında konusu hata çubuğu için bir takdir varlığı gösterir.
Extrudate üzerinde çarpışma sırasında davranır itici kuvvet Newton'ın ikinci hukuk uygulayarak bulunabilir. Asimptotik en boy oranını Φ∞, itici gücü rüptürü kuvveti equating aşağıdaki korelasyon neden gösterilmiştir:
(3)
Normalleştirilmiş boyutsuz grubuyla verdiği:
(4)
Nerede σ, Ψ, p, D ve g sırasıyla rüptürü, katalizör şekil faktörü, katalizör yoğunluk, katalizör çapı ve yerçekimi ivmesi katalizör modülü vardır. Etkisi S∞ normalleştirilmiş boyutsuz şiddeti olarak ifade edilebilir:
(5)
Çarpma hızı, Δt çarpışma ve C süresi kadardır v nerede bir çarpışma etkileşim faktördür. Daha da farklı büyüklükteki 25 katalizörler toplam için şekil ve içinde belgili tanımlık damla test edildi kimyasal makyaj bu ilk yaklaşım, grup test gösterilir 
aslında bir sabittir.
Stres sabit bir yatakta kırılma:
Beş katalizörler Tablo 1 ' de gösterilen çeşitli baskılar için toplu crush test ile incelenmiştir. Burada kritik basınç denilen belirli bir basınç altında yatağın catalyst en boy oranı temel değişiklik oluşur. Bu kritik değer basınç artar, yıkmak katalizör extrudate başlar ve yatağın bükülme gücü yeniden uygulanan stres dayanabilecek olana en boy oranını yatakta doğal olarak ayarlar. Deneysel sonuçlar ve tahmin edilen sonuçlar karşılaştırma örneği şekil 5' te gösterilmektedir. Tahmini değerleri sağlam eğri olarak gösterilir ve başlangıç en boy oranını Φ0 , katalizör extrudates ile başlayan ve kritik basınç Pc ulaşıncaya kadar bu değeri kalan elde edilir. Bundan sonra en boy oranı değeri yük basınç negatif üçte bir güçle azalır.
Maksimum izin verilen yük katalizör kırılma dayanacak bir yatak için bulmak için metodoloji bir denge gücü rüptürü katalizör yatağa ile yük gücü kullanır.
Beeckman18 katalizör yük gücü ile denge içinde en/boy oranı tarafından tanımlanabilir gösterir:
(6)
R olmak boyutsuz bir grup tarafından verilen neyin Φ extrudate boy oranı ise:
(7)
σ, nerede rüptürü, s in aynı extrudate şekil faktörü çarpışma gelince ve P stres. Ψ için değer yatak ambalaj belirlenir ve yatağın parçacık-parçacık etkileşimleri güç ve yazarlar teorik değeri 61/6 veya yaklaşık 1.35 Ψ için vermek.
Özetlemek, extrudates bir yatak toplu olarak yüklenmişse güç testini ve P uygulanan bir stres ezmek için sonra extrudates tüm yatağın altına uygulanan stres P boyunca EQ (6) tarafından verilen bir ortalama değeri için ara veriyoruz. Bu nedenle bir başlangıç en boy oranını Φ0 ile bir yatak kritik basınç o-karşı koymak Pc tarafından verilen vardır:
(8)
| Katalizör | Şekil | D, çapı | Φ0 , ilk en-boy oranı | s, şekil faktörü | Ρ, yoğunluk | σ MOR | PC, kritik stres |
| m | (-) | (-) | kgm-3 | MPa | kPa | ||
| A | QUADRULOBE | 1.43E-03 | 3.18 | 2.20 | 1250 | 0,81 | 27.9 |
| B | SİLİNDİR | 9.50E-04 | 5.92 | 2,55 | 750 | 1,38 | 6.4 |
| C | SİLİNDİR | 8.30E-04 | 7,48 | 2,55 | 1870 | 2.83 | 6.5 |
| D | TRILOBE | 2.89E-03 | 2.28 | 2.28 | 970 | 0,76 | 69.3 |
| E | SİLİNDİR | 1.55E-03 | 3.54 | 2,55 | NA | 1.37 | 39.7 |
Tablo 1: Katalizörler ve bunların özelliklerini istihdam çalışma kırma toplu olarak. Tablo 1 katalizör özelliklerini gösterir ve en boy oranı azalma sıkıştırma toplu sırasında hesaplamak için izin türetilmiş stres özellikleri güç ölçüm ezmek. Beeckman ve ark. 201718 uyarlanmıştır
Resim 1 : Bir katalizör Extrudate F. bir dış güç tarafından üç sayılık bükme Katalizör ve iki destek noktaları rüptürü ortasında modül belirlenmesi için uygulanan kuvvet konumunu şematik gösterimi. Bükme miktarı son derece abartılı olduğunu. Elastikiyet teorisine göre Aksiyel stres extrudate üst kısmında basınç ve Aksiyel stres extrudate alt kısmında çekme. Bu nedenle bir eksen sıfır stres ile ve bu centroid denir. Malzeme çekme dayanımı veya in kopma gerilmesi alt ulaştığı zaman extrudate çok altında bulunan aşırı lif, tatili ve çok hızlı extrudate başarısızlık tamamlamak için yayar. Beeckman ve ark. 2016 16' dan adapte. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Resim 2 : Extrudates bir boş polikarbonat yüzeyinde etkisi. Bir polikarbonat yüzeye karşı iki katalizör extrudate eklemininden sırasını gösteren yüksek hızlı fotoğrafçılık. Çekim birbirinden 0.1 ms bulunmaktadır. Beeckman ve ark. 2016 16' dan adapte. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 3 : Damla yükseklik ve etkileri sayısı bir fonksiyonu ile en boy oranına. En boy oranını bir fonksiyonu olarak açılan yükseklik veya önem ve etkileri sayısı. Extrudates onların terminal hız ulaşmak asimptotik en boy oranı için yüksek damla yükseklikleri, yalnızca az değiştirir. Beeckman ve ark. 2016 15uyarlanmıştır. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 4 : Büyük bir ilk en boy oranı en boy oranında katalizör A 1 damla sonra. En boy oranını bir damla damla önce büyük bir en boy oranına sahip olması extrudates sonra. Böyle uzun extrudates için ikinci asimptot bile varlığında önemli deneysel hata nedeniyle kullanılan extrudates sınırlı sayıda açıkça görünür hale gelir. Beeckman ve ark. 2016 15uyarlanmıştır. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 5 : Catalyst en boy oranı için katalizör A. yük stres karşı En boy oranını azaltma toplu ezmek güç ölçüm yöntemi ASTM D7084-04 göre uygulanan yük stres bir fonksiyonu olarak. Kritik basınç katalizör için daha küçük tatili ve basınç arttıkça daha küçük değerlere whereafter ulaşılana kadar en boy oranı sabit kalır. Her veri noktası başından itibaren taze katalizör ile ayrı bir ölçümdür. Beeckman ve ark. 201718uyarlanmıştırBu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Discussion
Çarpışma nedeniyle itici güçler tarafından kırılması:
Extrudate en-boy oranı bir yüzeye karşı çarpışma nedeniyle azalma bir laboratuvar damla testinde ölçülebilir. Bu denemede, extrudates paraşüt serbest bırakılır, sonbahar ve yerçekimi nedeniyle hızlandırmak ve ayrıca sürükle deneyim ortam havası ile.
Yukarıda özetlenen yöntemi defa yalnızca edebiyat Beeckman15,16' açıklandığı gibi kullanılabilir. Yakın zamana kadar tediousness Halife extrudates, çok sayıda için tarafından el ile ölçüm yapmak için yüksek düzeyde bir faktör bu olasıdır. Pozlama süresi için ortam hava ve nem sırasında ve ölçümler arasında bu nedenle indirilmelidir. Gerekirse, iletişim kuralı damla test için bir N2 temizliği veya bir kuru hava temizliği ile silindir içine yapılması gerekebilir. Bir de gece önce bir sorun daha az nem pick-up yapmak herhangi bir ölçümler alarak ortam havası içinde equilibrate katalizör izin seçebilirsiniz. İletişim kuralı ve burada istihdam yöntemi vardır hızlı bir şekilde en boy oranını verimleri parası bitti 100-300 extrudates ve bu nedenle bu çekişme dışında küçük örnekleri ile gözlenen değişkenliğin çoğunu alır.
Önemli olan o extrudates uzunluğu çap oranı daha az şekil tanıma yazılımı uzunluğu ve çapı böyle katalizör adet yanlışlıkla atayabilirsiniz beri birlik örnek kaldırılması daha. Bu nedenle Ayrıca en aza indirmek ve daha iyisi böyle kısa extrudates sayısı ortadan kaldırmak için önemlidir. Bu nedenle, bu testin başında yeterince büyük bir en boy oranı var extrudates çalışmak için ve test etkisi şiddeti sınırlamak için tavsiye edilir.
Gelecekte yapılacak çalışmalar için ve temel bir bakış açısından çarpışması tek extrudates kendi uzunluğu bir fonksiyonu olarak açılan yükseklik bir fonksiyonu olarak etkisi açı bir fonksiyonu olarak ve Açısal momentum j belirtmeyi bir fonksiyonu olarak çalışmaya çok ilginç olurdu Ust birkaç değişkenleri. Kırılması rüptürü surface(s) orijinal extrudate uzunluğu boyunca konumunu belirlemek ilginç olacak. Bu yöntem aynı zamanda bu değil uzatılır ama bu oldukça basarak veya küresel bir Pelet elde edilir ve bu nedenle ilaç ve gıda endüstrisi için uygulamalar olabilir malzeme için geçerli olabilir.
Kırılması nedeniyle stres sabit bir yatakta
Yukarıda özetlenen yöntemi defa yalnızca edebiyat Beeckman18' açıklandığı gibi kullanılabilir. Toplu ezmek gücü için standart iletişim kuralı ASTM D7084-0417 tekrarlanabilirlik açıklamasının belirtildiği gibi çalışma takip etmek önemlidir.
Pozlama süresi için ortam hava ve nem sırasında ve ölçümler arasında bu nedenle indirilmelidir. Gerekirse, protokol toplu ezmek güçlü uygulama için eldiven kutusunda yapılması gerekebilir.
Çarpışma durumunda olduğu gibi bu yöntemi de uygulanabilirliği değil kalıptan çekilmiş ama oldukça Pelet forma veya Damlama veya granülasyon yolu ile elde edilen küresel Pelet basarak elde edilen malzemeler için bulabilirsiniz.
Disclosures
Yazarlar ifşa gerek yok.
Acknowledgments
Yazar Michael Pluchinsky yardımıyla yüksek hızlı fotoğraf çekimleri ile kabul
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Modulus of rupture (MOR) | INSTRON | MODEL 5942 SINGLE COLUMN TABLE TOP | |
| Modulus of rupture (MOR) | INSTRON | 10 NEWTON LOAD CELL | |
| Modulus of rupture (MOR) | INSTRON | 50 NEWTON LOAD CELL | |
| Modulus of rupture (MOR) | INSTRON | BLEUHILL 3 SOFTWARE | |
| Filter | VWR | BUCHNER FILTER | |
| Aspect ratio (avg L/D) | EPSON | PERFECTION V700 PHOTO INSTRUMENT | |
| Software | CASCADE DATA SYSTEMS | ALIAS 3-4 SOFTWARE | |
| Riffling | HUMBOLDT MFG. Co | SPINNING RIFFLER | |
| Riffling | HUMBOLDT MFG. Co | RIFFLE -TYPE SAMPLE DIVIDER | |
| Sieve screen | VWR | US MESH SIEVE SCREEN, # 16 |
References
- Le Page, J. F. Applied Heterogeneous Catalysis. , Institut Français du Pétrole publications, Éditions Technip. Paris. (1987).
- Woodcock, C. R., Mason, J. S. Bulk Solids Handling: An Introduction to the Practice and Technology. , Chapman & Hall. New York. (1987).
- Bertolacini, R. J. Mechanical and Physical Testing of Catalysts. ACS Symposium series. , Washington D.C. 380-383 (1989).
- Wu, D. F., Zhou, J. C., Li, Y. D. Distribution of the mechanical strength of solid catalysts. Chem Eng Res Des. 84 (12), 1152-1157 (2006).
- Li, Y., Wu, D., Chang, L., Shi, Y., Wu, D., Fang, Z. A model for bulk crushing strength of spherical catalysts. Ind Eng Chem Res. 38, 1911-1916 (1999).
- Li, Y., et al. Measurement and statistics of single pellet mechanical strength of differently shaped catalysts. Powder Technol. 113, 176-184 (2000).
- Staub, D., Meille, S., Le Corre, V., Chevalier, J., Rouleau, L. Revisiting the side crushing test using the three-point bending test for the strength measurement of catalyst supports. Oil Gas Sci Technol. 70, 475-486 (2015).
- Bridgwater, J. Chapter 3, Particle Breakage due to Bulk Shear. Handbook of Powder Technology, 1st ed. 12, Elsevier B. V. (2007).
- Heinrich, S. Multiscale Strategy to Describe Breakage and Attrition Behavior of Agglomerates. Frontiers in Particle Science & Technology Conference, Houston, TX. , Available from: www.aiche.org/conferences/frontiers-particle-science-and-technology (2016).
- Wassgren, C. Discrete Element Method Modeling of Particle Attrition. Frontiers in Particle Science & Technology Conference, Houston, TX. , Available from: www.aiche.org/conferences/frontiers-particle-science-and-technology (2016).
- Potyondy, D. Bonded-Particle Modeling of Fracture and Flow. Frontiers in Particle Science & Technology Conference, Houston, TX, 2016. , Available from: www.aiche.org/conferences/frontiers-particle-science-and-technology (2016).
- Potapov, A. Approaches for Accurate Modeling of Particle Attrition in DEM Simulations. Frontiers in Particle Science & Technology Conference, Houston, TX, 2016. , Available from: www.aiche.org/conferences/frontiers-particle-science-and-technology (2016).
- Carson, J. Particle Attrition: The Bane of many Industrial Plants - Problems, Solutions and Red Flags. Frontiers in Particle Science & Technology Conference, Houston, TX, 2016. , Available from: www.aiche.org/conferences/frontiers-particle-science-and-technology (2016).
- Farsi, A., Xiang, J., Latham, J. P., Carlsson, M., Stitt, E. H., Marigo, M. Does Shape Matter? FEMDEM Estimations of Strength and Post Failure Behaviour of Catalyst Supports. 5th International Conference on Particle-Based methods. , Hannover, Germany. (2017).
- Beeckman, J. W. L., Fassbender, N. A., Datz, T. E. Length to Diameter Ratio of Extrudates in Catalyst Technology, I. Modeling Catalyst Breakage by Impulsive Forces. AIChE J. 62, 639-647 (2016).
- Beeckman, J. W. L., Fassbender, N. A., Datz, T. E. Length to Diameter Ratio of Extrudates in Catalyst Technology, II. Bending strength versus Impulsive Forces. AIChE J. 62, 2658-2669 (2016).
- ASTM D7084-04, Standard Test Method for Determination of Bulk Crush Strength of Catalysts and Catalyst Carriers. , ASTM International. Conshohocken, PA. Available from: www.astm.org (2004).
- Beeckman, J. W. L., Cunningham, M., Fassbender, N. A., Datz, T. E. Length-to-Diameter Ratio of Extrudates in Catalyst Technology: III. Catalyst Breakage in a Fixed Bed. Chem. Eng. Technol. , 1844-1851 (2017).
