流化床的工作原理

流化床的工作原理是将固体颗粒均匀地堆在有开孔底的容器内，形成一床层，若流体自上而下通过，颗粒并不运动，此时属于固定床阶段。若流体自上而下通过床层，低流速时，情况与固体床无异，流速加大则颗粒便活动使床层膨胀，流速进一步加大时，颗粒会彼此离开而在流体中活动，流速愈大，则活动愈剧烈，并在床层内各处各方向运动。最后一种情况称为固体流化态，流化态后颗粒床层称为流化床。

流化床反应器的优缺点是什么

流化床反应器的优点：

1、由于可采用细粉颗粒，并在悬浮状态下与流体接触，流固相界面积大，有利于非均相反应的进行，提高了催化剂的利用率。

2、由于颗粒在床内混合激烈，使颗粒在全床内的温度和浓度均匀一致，床层与内浸换热表面间的传热系数很高，全床热容量大，热稳定性高，这些都有利于强放热反应的等温操作。

3、流化床内的颗粒群有类似流体的性质，可以大量地从装置中移出、引入，并可以在两个流化床之间大量循环。这使得一些反应—再生、吸热—放热、正反应—逆反应等反应耦合过程和反应—分离耦合过程得以实现。使得易失活催化剂能在工程中使用。

4、流态化操作总的经济效果是有利的，特别是传热和传质速率快、床层温度均匀、操作稳定的突出优点，对于热效应很大的大规模生产过程特别有利。

流化床反应器的缺点：

1、气体流动状态与活塞流偏离较大，气流与床层颗粒发生返混，以致在床层轴向没有温度差及浓度差。加之气体可能成大气泡状态通过床层，使气固接触不良，使反应的转化率降低。因此流化床一般达不到固定床的转化率。

2、催化剂颗粒间相互剧烈碰撞，造成催化剂的损失和除尘的困难。

3、由于固体颗粒的磨蚀作用，管子和容器的磨损严重。

流化床反应器工作原理

流化床反应器是一种利用气体或液体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态，并进行气固相反应过程或液固相反应过程的反应器。在用于气固系统时，又称沸腾床反应器。流化床反应器在现代工业中的早期应用为20世纪20年代出现的粉煤气化的温克勒炉（见煤气化炉）；但现代流化反应技术的开拓，是以40年代石油催化裂化为代表的。目前流化床反应器已在化工、石油、冶金、核工业等部门得到广泛应用。

流化床反应器的结构有两种形式：①有固体物料连续进料和出料装置，用于固相加工过程或催化剂迅速失活的流体相加工过程。例如催化裂化过程，催化剂在几分钟内即显著失活，须用上述装置不断予以分离后进行再生。

②无固体物料连续进料和出料装置，用于固体颗粒性状在相当长时间（如半年或一年）内，不发生明显变化的反应过程。

原理及应用：

流体（气体或液体）以较高的流速通过床层，带动床内的固体颗粒运动，使之悬浮在流动的主体流中进行反应，并具有类似流体流动的一些特性的装置，称为流化床反应器。

流化床反应器是一种有固体颗粒参与的反应器，这些颗粒系处于运动状态，且其运动方向多种多样，这是与固定床反应器的不同之处。流化床反应器内流体与固体颗粒所构成的床层犹如沸腾的液体，故又称沸腾床反应器。这种床层具有与液体相类似的性质，又叫假液化层。

流化床吸附器多用于固体与气体、液体与液体的反应，特点是气体与固体接触相当充分，气流速度比固定床的气速大三四倍以上，所以该工艺强化了生产能力，对于连续性、气量较大的反应过程非常适合。流化床反应器可用于气固、液固以及气液固催化或非催化反应，是工业生产中较广泛使用的反应器。典型的例子是催化裂化反应装置，还有一些气固相催化反应，如萘氧化、丙烯氨氧化和丁烯氧化脱氢等也采用此种反应器。流化床反应器也用于固相加工，如黄铁矿和闪锌矿的焙烧、石灰石的煅烧等。

生物流化床工作原理

生物流化床是以砂、活性炭、焦炭一类的较小的惰性颗粒为载体充填在床内，载体表面被生物膜覆着，污水以一定流速从下向上流动，使载体颗粒处于流化状态。废水自下向上流过砂床使载体层呈流动状态，从而在单位时间加大生物膜同废水的接触面积和充分供氧，并利用填料沸腾状态强化废水生物处理过程的构筑物。构筑物中填料的表面积超过3300m2/m3填料，填料上生长的生物膜很少脱落，可省去二次沉淀池。床中混合液悬浮固体浓度达8000-40000mg/L，氧的利用率超过90%，根据半生产性试验结果，当空床停留时间为16-45分钟时BOD和氮的去除率均大于90%，此时填料粒径为1mm，膨胀率为100%，BOD负荷16.6kg(BOD5)/( m3·d)。生物流化床工艺效率高、占地少、投资省，在美、日等国已用于污水硝化、脱氮等深度处理和污水二级处理及其他含酚、制药等工业废水处理。

流化床式干燥机的工作原理

流化床式干燥机是将粉粒状、育状(乃至悬浮液和溶液）等流动性物料放在多孔板等气流分布板上，由其下部送入具有相当速度的干燥介质。当介质流速较低时，气体由物料颗粒间流过，整个物料层不动；逐渐增大气流速度，料层开始膨胀，颗粒间间隙增大；再增大气流速度，相当部分物料呈悬浮状，形成气—固混合床，即流化床，因流化床中悬浮的物料很像沸腾的液体，故又称沸腾床，而且它在许多方面呈现流体的性质，例如，有明显的上界面，并保持水平；若再增大气流流速，颗粒几乎全部被气流带走，就变为气体输送了。因此气流速度是流化床干燥机最根本的控制因素，适宜的气流速度应介于使料层开始呈流态化和将物料带出之间。

流化床的换热可通过外夹套或床内换热器。当用床内换热器时，除应考虑一般换热器的要求外，还必须考虑到其对床内物料流动的影响，即换热器的形式和安装方式应当尽量有利于流体的正常流动。实践证明采用列管换热器时，列管放在距设备中心2/5半黏性大、含水率高的泥糊状物料难以在干燥介质流中分散和流态化。在干燥器底部放入一些惰性载体（例如石英砂，氧化铝、氧化错的小球，颗粒盐等），当它们在一定流速的气流作用下流化时，就会将湿物料黏附在其表面，继而使之成为一层干燥的外壳。由于惰性载体互相碰撞摩擦，又会使干外壳脱落，被介质流带走；而载体自身又与新的湿物料接触，再形成干外壳。如此循环使细的湿黏物料也可在流化床式干燥机中得到充分的干燥。