工产品的生产条件和工艺要求进行流化床反应器的工艺设计1313.1.1固体流态化现象将固体颗粒悬浮于运动的流体中,从而使颗粒具有类似流体的某些宏观特性,这种流固接触状态称为固体流态化。13.1流态化基本概念简单来说,固体流态化就是固体物质流体化。流体以一定的流速通过固体颗粒组成的床层时,可将大量固体颗粒悬浮于流动的流体中,颗粒在流体作用下上下翻滚,犹如液体。这种状态即为流态化。13.1流态化基本概念一种流体自下而上流过颗粒组成的床层时,因流速不同会出现不同的情况:? 1、固定床阶段 当流体通过床层的空截面流速较低时,床层空隙中流体的实际流速u小于颗粒的沉降速度ut,则颗粒静止不动,为固定床,如图(a)。2、流化床阶段(1)临界流化床? 当u增大到一定程度时,颗粒开始松动,床层开始膨胀,u继续升高,床层开始继续膨胀,直到刚好全部颗粒都悬浮在向上流动的流体中。此时,颗粒所受浮重力与流体和颗粒之间的摩擦力相平衡,称初始或临界流化床,如图(b)。(2)流化床 当流速继续增加,床层L亦不断升高,此即为流化床。液固系统床层平稳渐增,如图(c);气固系统则出现鼓泡和气体沟流现象,搅动剧烈,固体颗粒运动活跃,象沸腾的液体,因此亦称沸腾床。(如图d)3、颗粒输送阶段? 当流体在床层中的实际流速超过颗粒的沉降速度ut时,流化床上界面消失,颗粒将随流体被带出容器外,此为输送床,如图(e)。13.1.2流态化操作类型 流态化操作可有多种分类方法:以流化介质分:1)气—固流化床 以气体为流化介质。目前应用最为广泛,如各种气—固相反应、流化床燃烧、物料干燥等。2)液—固流化床 以液体为流化介质。这类床问世较早,但不如前者应用广泛。多见于流态化浸取和洗涤、湿法冶金等。3)三相流化床 以气、液体两种流体为流化介质。这种床型自七十年代有报道以来发展很快,在化工和生物化工领域中有较好的应用前景。
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