实验室流化床

流化床的工作原理
流化床是一种常用的固液或气固反应设备，其工作原理是通过气体或液体流体的流动使固体颗粒悬浮，形成类似于流动的液体床的状态，从而实现固体颗粒与流体的充分接触和混合。

流化床的工作原理可以归结为两个关键过程：颗粒悬浮和颗粒床形成。

首先，当流体通过床层时，力的平衡会产生一个向上的浮力，使颗粒开始悬浮起来。

同时，流体的运动也会使颗粒之间产生剪切力，将床层内的颗粒保持在一种类似于流体的状态，形成流化床。

其次，通过适当的气体或液体速度操控，可以使流化床保持一定的床密度和床高度，进一步保证颗粒的悬浮和流动。

由于颗粒在流化床中悬浮和流动的特性，流化床在化工、环保等领域具有广泛的应用。

对于固液反应，流化床可以提供良好的传质和传热条件，促进反应的进行；对于气固反应，流化床可以实现固体颗粒与气体的高效接触，提高反应速率。

总之，流化床的工作原理是通过流体的流动使固体颗粒悬浮和流动，形成类似于流动液体床的状态，以实现固体颗粒与流体的充分接触和混合。

这种工作原理为流化床在多个领域中的应用提供了技术基础。

一、实验目的1. 熟悉流化床干燥器的基本流程及操作方法。

2. 掌握流化床流化曲线的测定方法，测定流化床床层压降与气速的关系曲线。

3. 测定物料含水量及床层温度随时间变化的关系曲线。

4. 掌握物料干燥速率曲线的测定方法，测定干燥速率曲线，并确定临界含水量、恒速阶段的传质系数及降速阶段的比例系数。

二、实验原理流化床干燥是利用气流将固体颗粒悬浮在床层中，使固体颗粒与干燥介质（如空气）进行充分接触，从而实现干燥的过程。

在实验中，通过测量不同气速下的床层压降，可以得到流化床床层压降与气速的关系曲线，即流化曲线。

当气速较小时，操作过程处于固定床阶段（AB段），床层基本静止不动，气体只能从床层空隙中流过，压降与流速成正比，斜率约为1。

当气速逐渐增加（进入BC 段），床层开始膨胀，空隙率增大，压降与气速的关系将不再成比例。

当气速继续增大，进入流化阶段（CD段），固体颗粒随气体流动而悬浮运动，随着气速的增加，床层高度逐渐增加，但床层压降基本保持不变，等于单位面积的床层净重。

物料干燥速率曲线反映了物料在不同干燥阶段的干燥速率。

在恒速阶段，物料干燥速率基本保持不变；在降速阶段，物料干燥速率逐渐减小。

临界含水量是指物料由恒速阶段过渡到降速阶段的含水量。

三、实验仪器与材料1. 实验仪器：- 流化床干燥器- 空气源（罗茨鼓风机）- 转子流量计- 空气电加热器- 固态继电器控温仪表系统- 水银玻璃温度计- 电热烘箱- 电子天平（精度0.0001g）2. 实验材料：- 湿小麦- 干燥介质（空气）四、实验步骤1. 准备实验仪器，检查各部分是否正常。

2. 将湿小麦放入流化床干燥器中，调整干燥器温度和气速。

3. 测量不同气速下的床层压降，绘制流化曲线。

4. 在恒速阶段，每隔一定时间测定物料含水量和床层温度，绘制物料干燥速率曲线。

5. 在降速阶段，继续测定物料含水量和床层温度，直至物料干燥完成。

6. 根据实验数据，确定临界含水量、恒速阶段的传质系数及降速阶段的比例系数。

实验室多功能流化床包衣设备（制粒、微丸、干燥）概述：实验型多功能流化床是专为科研机构，各高校量身定制的功能强大的研发型设备，其设计兼顾了灵活性与适用性，可在一台设备中完成干燥、制粒、包衣、制备微丸等功能。

实验型多功能流化床是在消化吸收国外同类设备基础上推出的具有多种用途的流化床工艺设备，其设计目的是为了在同一设备中可进行干燥、制粒、制丸、包衣及包裹敷层。

根据不同工艺目的，可采取三种工艺（“顶喷”、“底喷”、“切线喷”）途径实现。

通过更换不同的流化床装置，即可进行三种工艺操作，而其他功能系统则可共用（空气处理系统，机身组件，供液系统，送风系统，控制系统）。

不同的流化床结构是最为核心的技。

三种工艺具有不同的能力，其实质区别仅在于物料的流化和液体的喷入方式不同。

实验室多功能流化床包衣设备（制粒、微丸、干燥）工作原理：在流化床上进行喷雾团聚造粒是一种可以增强粉末性质的成型方法。

通过在流化床系统中进行喷雾，我们可以将粉状、非流动性、溶解度普遍较差的颗粒转化成具有优异溶解度的自由流动的大颗粒。

该方法特别适用于制备片剂以及制造清洁剂、饮用粉末、速溶产品。

流化床喷雾团聚造粒可以移动流化床上极小的粉末颗粒，并对其喷以粘合溶液或悬浮液，产生液桥，使颗粒形成团聚体。

继续喷雾，直到团聚体达到所需大小。

当毛细管以及表面上的残余水分蒸发后，颗粒中形成中空的空间，而硬化的粘合剂也使新结构彻底凝固。

流化床中缺乏动能，会造成极为多孔的结构，其内部存在大量的毛细管。

团聚体的通常尺寸范围为100微米至3毫米，而起始材料可以是超微细的。

流化床干燥—颗粒受控干燥的高效解决方案(FLP1.5多功能流化床包衣机)流化床干燥是对湿润粉末进行受控、柔和、均匀的干燥的最佳方法。

流化床产品剧烈的热量/质量交换使这种方法变得特别有效、省时。

该技术还适用于残余水分极低的喷塑产品和挤塑产品的后干燥。

流化床干燥可用于整个粉末加工业。

在制药行业，这种创新的方法早已取代耗时的托盘干燥：使用流化床干燥的干燥工艺可以将干燥炉中的干燥时间减少约20倍。

流化床干燥实验装置使用说明书一、概述流化床干燥实验装置是一种广泛应用于实验室的干燥装置，可以实现对不同材料的干燥需求。

本使用说明书将详细介绍流化床干燥实验装置的操作方法、注意事项和维护保养等内容，以便用户正确操作和使用。

二、装置结构1. 主体结构：流化床干燥实验装置由底座、填料层、进料排气装置、热气供应装置等组成。

2. 控制系统：装置配备了先进的控制系统，包括温度、湿度、风速等参数的调节和监控功能，可根据不同的干燥要求进行设置。

三、操作方法1. 准备工作：确认配电线路是否连接正常，检查气源和电源是否稳定，检查装置是否完好无损。

2. 设置参数：通过控制系统设置所需的干燥温度、湿度和风速等参数。

3. 填充物料：将待干燥的物料均匀地分布在填料层上，注意避免堆积和堵塞。

4. 启动装置：按照装置说明书的要求启动装置，确认热气供应装置是否正常工作。

5. 调节参数：根据实际情况，调节温度、湿度等参数，确保干燥过程能够顺利进行。

6. 监控过程：通过控制系统实时监测参数变化，注意观察物料的干燥效果和状态。

7. 完成干燥：干燥完成后，及时关闭热气供应装置，切断电源，待装置冷却后进行清洁和维护。

四、注意事项1. 操作安全：在操作过程中要注意电源和气源的安全，并根据实际情况调整风速、温度等参数，以确保操作安全。

2. 物料选择：根据实际需求选择合适的物料进行干燥，注意避免易燃、易爆等物料的使用。

3. 清洁维护：定期清洁流化床干燥实验装置，确保设备的正常运行和干燥效果。

4. 注意环境：在使用过程中，注意周围环境的通风和防尘，避免影响装置的正常运行和干燥效果。

五、维护保养1. 定期检查：定期检查流化床干燥实验装置的各部件是否完好，如发现异常及时进行处理。

2. 清洁保养：清洗流化床装置的填料层、进料排气装置等部件，保持设备的清洁和卫生。

3. 维护保养：定期对流化床干燥实验装置进行维护，包括检查电源线路、气源管道等，并及时进行维修或更换。

实验室流化床安全操作及保养规程前言实验室流化床是现代化学实验室中常见的设备之一，它能够对颗粒物料进行干燥、煅烧、脱除水分等多种工艺，具有广泛的应用领域。

但是，流化床操作时需要注意一系列安全问题，否则可能会对实验人员造成伤害。

因此，编写本文档旨在提供实验室流化床的安全操作及保养规程，帮助用户更加安全地使用实验室流化床。

安全操作规程1. 设备检查1.了解实验室流化床的相关参数，如最大工作温度、最大工作压力等；2.在每次使用前，对实验室流化床检查，确认其密封性良好，不漏气，附设设备齐全，结构无损伤；3.保证操作人员已经通过流化床的相关安全知识培训，了解设备的危险因素和应对措施；4.设备后面距墙处须预留0.5m至1.5m的距离，其它地方保持1m以上的通畅空间；2. 实验准备1.根据实验需求选择适当的颗粒物料，进行烘干等前期处理；2.根据实验要求调节流化床底部空气流量，调节风机回收的气体流量，应确保稳定的操作条件；3.对实验操作中所需附带设备进行检查和调试，如水、电、气源等；3. 预防静电1.使用带有接地装置的、没有裂缝的导电材料；2.粉尘管道可使用同样要求的质地鼓风管管道或不产生静电的材料制作；3.确保设备接地，金属管道、电气部件、仪表系统等设备应接地；4. 个体防护1.切断电源或关闭气源后对设备进行检查、维护或清理；2.去除金属首饰，穿戴舒适但不要过于宽松的服装；3.戴防护眼镜、手套、口罩、安全鞋等个人防护设备；4.在实验中，坚持正确的操作姿势和不要伸手过多地接近流化床设备；5. 操作技巧1.避免过大的物料流量；2.在正式开始操作前进行小范围实验，了解设备的热力、化学反应情况等；3.操作人员应时刻观察流化床的变化，如有异常情况，及时采取措施；4.遵循设备操作记录的要求，记录实验过程，对异常现象和故障要及时记录和报告；保养规程1. 设备的常规维护1.每次使用后，对实验室流化床及其相关设备进行清洁，带有明显磨损损伤的零部件修复或更换；2.每半年对实验室流化床进行清洁检查，并对耗材及易损件进行更新或更换；3.对实验室流化床的内部配件进行检查、修复或更换后，必须重新校正设备，并进行防护装置的检测和重要零部件的质量确认。

化⼯原理实验报告~流化床⼲燥实验化⼯原理实验报告实验名称：流化床⼲燥实验实验⽬的：1、了解流化床⼲燥器的基本流程及操作⽅法。

2、掌握流化床流化曲线的测定⽅法，测定流化床床层压降与⽓速的关系曲线。

3、测定物料含⽔量及床层温度随时间变化的关系曲线。

4、掌握物料⼲燥速率曲线的测定⽅法，测定⼲燥速率曲线，并确定临界含⽔量X 0及恒速阶段的传质系数K H 及降速阶段的⽐例系数Kx 。

实验仪器：电⼦测量仪、烘箱、流化床实验设备⼀套实验原理：1、流化曲线在试验中，可以通过测量不同空⽓流量下的床层压降，得到流化床床层压降与⽓速的关系曲线如下当⽓速较⼩时，操作过程处于固定床阶段（AB 段），床层基本静⽌不动，⽓体只能从床层空隙中流过，压降与⽓流成正⽐，斜率约为1（在双对数坐标系中）。

当⽓速逐渐增加（进⼊BC 段），床层开始膨胀，空隙率增⼤，压降与⽓速的关系将不再成⽐例。

当⽓速继续增⼤，进⼊流化阶段（CD 段），固体颗粒随⽓体流动⽽悬浮运动，随着⽓速的增加，床层⾼度逐渐增加，但床层压降基本保持不变，等于单位⾯积的床层净重。

当⽓速增⼤⾄某⼀值后（D 点），床层压降将减⼩，颗粒逐渐被⽓体带⾛，此时，便进⼊了⽓流输送阶段。

D 点出的流速即被称为带出速度（u 0）。

在流化状态下降低⽓速，压降与⽓速的关系线将沿图中的DC 线返回⾄C 点。

若⽓速继续降低，曲线将⽆法按CBA 继续变化，⽽是沿CA ’变化。

C 点处的流速被称为起始流化速度（u mf ）。

2、⼲燥特性曲线将湿物料置于⼀定的⼲燥条件下，测定被⼲燥物料的质量和温度随时间变化的关系，可得到物料含⽔量（X ）与时间（τ）的关系曲线的斜率即为⼲燥速率（u ）。

将⼲燥速率对物料含⽔量作图，即为⼲燥速率曲线。

⼲燥过程可分以下三个阶段。

⽓体流速 u /m/su 0床层压降△p /k P aumf流化曲线B C A A ’DE图-1图-2（1）、物料预热阶段（AB 段）在开始⼲燥时，有⼀较短的预热阶段，空⽓中部分热量⽤来加热物料，物料含⽔随时间变化不⼤。

流化床简介循环流化床流化床反应器的优点流化床内的固体粒子像流体一样运动，由于流态化的特殊运动形式，使这种反应器具有如下优点：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（可高达3280~16400m2/m3），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[200～400W/（m2?K）]，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。

这是许多工艺过程的反应装置选择流化床的重要原因之一。

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、流体与颗粒之间传热、传质速率也较其它接触方式为高。

5、由于流—固体系中孔隙率的变化可以引起颗粒曳力系数的大幅度变化，以致在很宽的范围内均能形成较浓密的床层。

所以流态化技术的操作弹性范围宽，单位设备生产能力大，设备结构简单、造价低，符合现代化大生产的需要。

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。

虽然流化床反应器存在着上述缺点，但优点是主要的。

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。

综上所述，流化床反应器比较适用于下述过程：热效应很大的放热或吸热过程；要求有均一的催化剂温度和需要精确控制温度的反应；催化剂寿命比较短，操作较短时间就需更换（或活化）的反应；有爆炸危险的反应，某些能够比较安全地在高浓度下操作的氧化反应，可以提高生产能力，减少分离和精制的负担。

固定床反应器定义：气体流经固定不动的催化剂床层进行催化反应的装置。

特点：结构简单、操作稳定、便于控制、易实现大型化和连续化生产等优点,是现代化工和反应中应用很广泛的反应器.应用：主要用于气固相催化反应。

基本形式：轴向绝热式、径向绝热式、列管式。

固定床反应器缺点：床层温度分布不均匀；床层导热性较差；对放热量大的反应，应增大换热面积,及时移走反应热，但这会减少有效空间.流化床反应器（沸腾床反应器)定义：流体（气体或液体）以较高流速通过床层，带动床内固体颗粒运动，使之悬浮在流动的主体流中进行反应,具有类似流体流动的一些特性的装置。

应用：应用广泛，催化或非催化的气—固、液-固和气-液—固反应。

原理：固体颗粒被流体吹起呈悬浮状态,可作上下左右剧烈运动和翻动，好象是液体沸腾一样,故流化床反应器又称沸腾床反应器。

结构：壳体、气体分布装置、换热装置、气-固分离装置、内构件以及催化剂加入和卸出装置等组成。

优点:传热面积大、传热系数高、传热效果好。

进料、出料、废渣排放用气流输送，易于实现自动化生产。

缺点：物料返混大,粒子磨损严重；要有回收和集尘装置；内构件复杂；操作要求高等。

固定床：一、固定床反应器的优缺点凡是流体通过不动的固体物料形成的床层面进行反应的设备都称为固定床反应器，而其中尤以利用气态的反应物料，通过由固体催化剂所构成的床层进行反应的气固相催化反应器在化工生产中应用最为广泛.气固相固定床反应器的优点较多,主要表现在以下几个方面：1、在生产操作中，除床层极薄和气体流速很低的特殊情况外，床层内气体的流动皆可看成是理想置换流动,因此在化学反应速度较快,在完成同样生产能力时，所需要的催化剂用量和反应器体积较小。

2、气体停留时间可以严格控制，温度分布可以调节,因而有利于提高化学反应的转化率和选择性.3、催化剂不易磨损，可以较长时间连续使用。

4、适宜于高温高压条件下操作。

由于固体催化剂在床层中静止不动，相应地产生一些缺点：1、催化剂载体往往导热性不良,气体流速受压降限制又不能太大，则造成床层中传热性能较差，也给温度控制带来困难。