流化床反應(yīng)器工作原理

【專家解說】：流化床反應(yīng)器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于懸浮運動狀態(tài)，并進(jìn)行氣固相反應(yīng)過程或液固相反應(yīng)過程的反應(yīng)器。在用于氣固系統(tǒng)時，又稱沸騰床反應(yīng)器。流化床反應(yīng)器在現(xiàn)代工業(yè)中的早期應(yīng)用為20世紀(jì)20年代出現(xiàn)的粉煤氣化的溫克勒爐（見煤氣化爐）；但現(xiàn)代流化反應(yīng)技術(shù)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(yīng)器已在化工、石油、冶金、核工業(yè)等部門得到廣泛應(yīng)用。
流化床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)有兩種形式：①有固體物料連續(xù)進(jìn)料和出料裝置，用于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(nèi)即顯著失活，須用上述裝置不斷予以分離后進(jìn)行再生。②無固體物料連續(xù)進(jìn)料和出料裝置，用于固體顆粒性狀在相當(dāng)長時間（如半年或一年）內(nèi)，不發(fā)生明顯變化的反應(yīng)過程。

原理及應(yīng)用：
流體（氣體或液體）以較高的流速通過床層，帶動床內(nèi)的固體顆粒運動，使之懸浮在流動的主體流中進(jìn)行反應(yīng)，并具有類似流體流動的一些特性的裝置，稱為流化床反應(yīng)器。
流化床反應(yīng)器是一種有固體顆粒參與的反應(yīng)器，這些顆粒系處于運動狀態(tài)，且其運動方向多種多樣，這是與固定床反應(yīng)器的不同之處。流化床反應(yīng)器內(nèi)流體與固體顆粒所構(gòu)成的床層猶如沸騰的液體，故又稱沸騰床反應(yīng)器。這種床層具有與液體相類似的性質(zhì)，又叫假液化層。
流化床吸附器多用于固體與氣體、液體與液體的反應(yīng)，特點是氣體與固體接觸相當(dāng)充分，氣流速度比固定床的氣速大三四倍以上，所以該工藝強化了生產(chǎn)能力，對于連續(xù)性、氣量較大的反應(yīng)過程非常適合。流化床反應(yīng)器可用于氣固、液固以及氣液固催化或非催化反應(yīng)，是工業(yè)生產(chǎn)中較廣泛使用的反應(yīng)器。典型的例子是催化裂化反應(yīng)裝置，還有一些氣固相催化反應(yīng)，如萘氧化、丙烯氨氧化和丁烯氧化脫氫等也采用此種反應(yīng)器。流化床反應(yīng)器也用于固相加工，如黃鐵礦和閃鋅礦的焙燒、石灰石的煅燒等。