流化床反应器liuhuachuang fanyingqi

用于非均相反应过程的一类较为新型的设备，这类反应器是以固体颗粒物料在气流 （或液流） 作用下，在设备内呈悬浮运动状态 （即流化状态）为其主要特征。流化状态下的固体颗粒层犹如沸腾的液体，因而得名为沸腾床 （层） 。流化状态下的固体颗粒层具有液体的特性，例如，悬浮的固体颗粒层像水一样能保持一定水平界面并具有静压力和浮力，象水一样具有流动性等。因此，将这种技术称为固体流态化技术。
固体流态化过程可从如下实验现象来说明。当流体自下而上流过静止堆积的固体颗粒层时，随着流速的增大，床层的状态将发生阶段性的变化 (见图1) :
❶ 当流速较小时，随着流速增大，流体通过固定床层的压降随之增大，称为固定床阶段。
❷ 当流速增大到某一数值时，固体颗粒层开始松动、膨胀。继续增大流速，固体颗粒就进入激烈悬浮运动状态，这种规定称为密相流态化现象。随着流速增大，悬浮运动的床层高度随之增大，但压强降维持恒定。固体颗粒层开始膨胀时的流速，称为临界流化速度。
❸当流速继续增大超过某一数值后，固体颗粒将开始随流体带出设备，床层界面不复存在。这时的流速称为带出速度。这种现象称为稀相流态化现象。

固定床　床层膨胀　密相流态化　稀相流态化
图1 流态化现象

流化床较之固定床具有某些独特的优点，因此，近年来在化学工业中的应用日益广泛。它除了在气-固相和液-固相反应、气-固相催化反应等过程中用做反应器外，还广泛用于加热、干燥、吸附、离子交换、固体气流输送等单元操作。现列举几种流化床反应器作为示例 (见图2) 。流化床反应器与固定床一样，也可采用单段或多段设备，换热方式也可采用内部换热式和中间换热式。

图2 流化床反应器应用实例示意图