流化床的主要特点和操作优缺点

流化床的主要特点和操作优缺点

一、流化床中的两相流动

    流化床内流体与颗粒的运动比较复杂。同一截面各处的流体速

度不完全相同，近壁面处受到壁面的滞止作用较小，中心则较大，

流速大的地方颗粒被托举上升，流速小处则下降。上升至上表面的

颗粒又会因气速下降而下降。气泡的形成也会夹带颗粒上升……。

因此，颗粒总处在不断的上下往复循环运动中。同时，颗粒又处在

杂乱无章的的不规则运动中。这样各种运动都造成颗粒的不断混

合，颗粒的混合又造成部分流体的混合。因此，床内处在不断的搅

拌、混合状态。这种混合使得床内各处温度或浓度均匀一致，避免

局部过热，促进反应进行，但传热、传质推动力下降。反应进展不

易完全。

[ Last edited by youjigui99 on 2006-2-19 at 15:20 ]

二、流化床有类似液体的特点

    由于流化床中的气固运动状态宛如沸腾的液体，故显示出与液

体类似的特点。

1、服从阿基米德定律

    即比床层密度小的物体可浮在床面上，并且可很容易地推入床

层内；比床层密度大的物体下沉。

2、床层面维持水平状态，即容器无论倾斜与否，流化床的床面一直

维持水平，象水一样。

3、具有溢流特性

    即在流化床的器壁上开一小孔——气、固混合物即会从小孔流

出和流体的溢流一致。

4、连通效应

    二任意高度的床层连通时，其床面自行找平，尤如装入U形管的

水会齐平一样。

5、床面间的压差（即壁面上、下两点的压差△p）与该点之间的单

位面积床层重量成正比。这符合流体静力学原理。

气体流化床类似液体的特性

   

轻的物体浮起 表面保持水平 床面拉平 连通效应

    利用流化床这些类似液体的性能，可以设计出不同的气体与固

体的接触方式。这些接触方式可以有以下几种：

    1）多层流化床的逆流接触；

    2）分隔床中交叉接触；

    3）两床之间的循环系统。

气固接触方式

   
多层流化床的逆流接触 分隔床中交叉接触 两床之间的循环系统

三、流化床的不正常现象

1、腾涌现象

    腾涌现象主要发生在气—固流化床中。若床层高度与直径之比

过大，或气速过高，就会小气泡→大气泡。当气泡直径与床径相当

时，将床层分为几段，形成相互间隔的气泡与颗粒层。颗粒层像活

塞那样被气泡向上推动，在达到上部后气泡崩裂，颗粒分散下降，

此为腾涌。

  
腾涌现象 沟流现象
    后果：气—固接触不良；器壁磨损加剧；设

备振动。

2、沟流

    可分成局部沟流和贯穿沟流。指气流短路通

过床层。主要与颗粒的特性和气体分布板的结构

有关。

四、流化床操作的优缺点

    流化床的特性既有有利的一面，又有有害的一面。流态化技术

所以能够得到比较广泛的应用，主要是由于其显著的优点。

（一）优点

    1、床层温度分布均匀

    由于床层内流体和颗粒剧烈搅动混合，使床内温度均匀，避免

了局部过热现象。

    颗粒的热容量远比同体积气体的热容在约1000倍，所以可以利

用循环颗粒作为传热介质，可大大简化反应器结构。同时，由于传

热效率高，床内温度均匀，特别适合于一些热效应较高的反应及热

敏性材料。

    2、流化床内的传热及传质速率很高

    由于颗粒的剧烈运动，使两相间表面不断更新，因此床内的传

热及传质速率高，这对于以传热和传质速率控制的化学反应和物理

过程是非常有用的，可大幅度地提高设备的生产强度，进行大规模

生产。

    3、床层和金属器壁之间的传热系数大。

    由于固体颗粒的运动，使金属器壁于床层之间的传热系数大为

增加，要比没有固体颗粒存在的情况下大数十倍乃至上百倍。因此

便于向床内输入或取出热量，所需的传热面积却较小。

    4、流态化的颗粒流动平稳，类似液体，其操作可以实现连续、自

动控制，并且容易处理。

    5、床与床之间颗粒可连续循环，这样使得大型反应器中生产的或

需要的大量热量有传递的可能性。

    6、为小颗粒或粉末状物料的加工开辟了途径。

（二）缺点

    由于颗粒处于运动状态，流体和颗粒的不断搅动，也给流化床

带来一些缺点：

    1、颗粒的返混现象使得在床内颗粒停留时间分布不均，因而影响

产品质量。另一方面，由于颗粒的返混造成反应速度降低和副反应

增加。

    2、由于气泡的存在，床内气流不少以气泡状态流经床层和固体接

触不均匀，若气相是加工对象，也影响产品的均匀性和转化率的降

低。

    3、颗粒流化时，相互碰撞，脆性固体材料易成粉末而为气体夹

带，除尘要求高且损失严重。

    4、由于固体颗粒的磨损作用，管子和容器的磨损严重，设备更新

要求高。

    5、不利于高温操作，由于流态化要求颗粒必须是固态，由于高温

下颗粒易于聚集和粘结，因而不能在高温下操作，从而影响了产物

的生成速度。

    当然，尽管有这些缺点，但流态化的优点是不可比拟的。并且

由于对这些缺点充分认识，可以借助结构加以克服，因而流态化得

到了越来越广泛的应用。

不错

长见识,有了小结!

泛泛而谈，还是觉得有些空洞无力

学了不少知识啊
!建议大师们今后多发些有用的学习资料
!

谢谢了楼主 我是新手

说的怎么都是些老内容啊

楼上的兄弟有新内容吗?

应该说贴子内容是一般知识，但这样讨论值得赞扬！

youjigui99 发表于 2006-2-19 10:00
（二）缺点

    由于颗粒处于运动状态，流体和颗粒的不断搅动，也给流化床

我不知楼主的这些内容是抄耒的还是自编的，叙述中有不少用字很不严密。如是自己的体会很好。如是抄来的，则希望看点正规出版的书、杂志为好！

建议学本栏目中“流化床工人自学培训教材”，很好！