流態化床

基本定義

流態化床，簡稱流化床，是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。

當流速達到某一限值時，床層剛剛能被流體托動時，床內顆粒就開始流化起來，這時的流體空床線速度稱為臨界流化速度μ_mf。

散式流化床：對於液固系統，液體與顆粒的密度相差不大，故μ_mf一般很小，流速進一步提高時，床層膨脹均勻且波動小，顆粒在床內的分布比較均勻，故稱做散式流化床。
聚式流化床（氣泡床）：對氣固系統而言，一般在氣速超過臨界流化速度後，將會出現氣泡。氣速越高，氣泡造成的擾動越劇烈，使床層波動頻繁，這種形態的流化床稱作聚式流化床或氣泡床。
沸騰床：在流化床中床面以下的部分稱密相床，床面以上的部分稱稀相床，密相床中形如水沸，故稱作沸騰床。
湍動床：隨著氣速的加大，流化床中的湍動程度也跟著加劇，故有人稱那時的情況叫湍動床。
氣輸床：當氣速一旦超過了顆粒的帶出速度，則粒子就會被氣流所帶走成為氣輸床。

聚式流化床中存在有明顯的兩相：主要是氣體的氣泡相（也稱稀相）；由顆粒和顆粒間氣體所組成的乳相（也稱顆粒相或密相），其中鼓泡流化床和湍動流化床都屬於聚式流態化。而散式流化床是指顆粒都較均勻地分布在床層中的流化床，一般多見於液固流化床，在高密度氣體流化床中也會出現。

操作彈性低，對特定固體顆粒，液體或氣體向上流動的速度只能在較窄的範圍內變化，否則，固體不是被吹跑，就是吹不起來。
固體損耗大，顆粒在反應器內上限翻滾，顆粒之間，顆粒和反應器內壁，顆粒和流動介質之間不斷碰撞摩擦產生粉末被吹走，引起較大的同體損失。因此，如果固體顆粒強度不高，或者固體顆粒比較貴重，流化床反應器可能不是最佳選擇。
與固定床相比，在同樣的生產能力下，流化床體積較大，可達10倍之多。這是因為固體沸騰起來需要較大的空間，加上擴展段，增加的體積很可觀。所以，流化床反應器比固定床占據更多的空間，製作成本也較高。
流化床的控制比固定床複雜，因為操作彈性低，操作條件不能有太大的變化，對控制系統提出了更高的要求。

由於流化床反器中的反應實際上是在乳化相中進行的，所以氣泡與乳化相間的氣體交換作用非常重要。相間傳質速率與表面反應速率的快慢，對於選擇合理的床型和操作參數都相關。