基本介紹
- 中文名：流態化床反應器
歷史,分類,特性,套用,
流態化床反應器一種利用氣體或液體通過顆粒狀固體層而使固體顆粒處於懸浮運動狀態，並進行氣固相反應過程或液固相反應過程的反應器。在用於氣固系統時，又稱沸騰床反應器。
歷史
流態化床反應器在現代工業中的早期套用為20世紀20年代出現的粉煤氣化的溫克勒爐（見煤氣化爐）；但現代流化反應技術的開拓，是以40年代石油催化裂化為代表的。目前，流化床反應器已在化工、石油、冶金、核工業等部門得到廣泛套用。
分類
分類按流態化床反應器的套用可分為兩類：一類的加工對象主要是固體,如礦石的焙燒,稱為固相加工過程；另一類的加工對象主要是流體，如石油催化裂化、酶反應過程等催化反應過程，稱為流體相加工過程。
流態化床反應器的結構有兩種形式：①有固體物料連續進料和出料裝置，用於固相加工過程或催化劑迅速失活的流體相加工過程。例如催化裂化過程，催化劑在幾分鐘內即顯著失活，須用上述裝置不斷予以分離後進行再生。②無固體物料連續進料和出料裝置，用於固體顆粒性狀在相當長時間（如半年或一年）內，不發生明顯變化的反應過程。
特性
特性與固定床反應器相比，流化床反應器的優點是：①可以實現固體物料的連續輸入和輸出；②流體和顆粒的運動使床層具有良好的傳熱性能，床層內部溫度均勻，而且易於控制，特別適用於強放熱反應；③便於進行催化劑的連續再生和循環操作，適於催化劑失活速率高的過程的進行，石油餾分催化流化床裂化的迅速發展就是這一方面的典型例子。然而，由於流態化技術的固有特性以及流化過程影響因素的多樣性，對於反應器來說，流化床又存在粉明顯的局限性：①由於固體顆粒和氣泡在連續流動過程中的劇烈循環和攪動，無論氣相或固相都存在著相當廣的停留時間分布，導致不適當的產品分布，陣低了目的產物的收率；②反應物以氣泡形式通過床層，減少了氣-固相之間的接觸機會，降低了反應轉化率；③由於固體催化劑在流動過程中的劇烈撞擊和摩擦，使催化劑加速粉化，加上床層頂部氣泡的爆裂和高速運動、大量細粒催化劑的帶出，造成明顯的催化劑流失；④床層內的複雜流體力學、傳遞現象，使過程處於非定常條件下，難以揭示其統一的規律，也難以脫離經驗放大、經臉操作。
套用
近年來，細顆粒和高氣速的湍流流化床及高速流化床均已有工業套用。在氣速高於顆粒夾帶速度的條件下，通過固體的循環以維持床層，由於強化了氣固兩相間的接觸，特別有利於相際傳質阻力居重要地位的情況。但另一方面由於大量的固體顆粒被氣體夾帶而出，需要進行分離並再循環返回床層，因此，對氣固分離的要求也就很高了。（見流態化、流態化設備）
