湍动流化床基本概念

流化床就是将大量固体颗粒悬浮于运动的流体之中，从而使颗粒具有流体的某些表观特征，这种流固接触状态称为固体流态化。

充分流态化的床层表现出类似于液体的性质。

当流体通过床层的速度逐渐提高到某值时，颗粒出现松动，颗粒间空隙增大，床层体积出现膨胀。

如果再进一步提高流体速度，床层将不能维持固定状态。

此时，颗粒全部悬浮于流体中，显示出相当不规则的运动。

随着流速的提高，颗粒的运动愈加剧烈，床层的膨胀也随之增大，但是颗粒仍逗留在床层内而不被流体带出。

床层的这种状态和液体相似称为流化床。

其中，流化床的种类有：最小流化床，鼓泡流化床，腾涌流化床。

那么流化床有哪些特性呢？充分流态化的床层表现出类似于液体的性质。

密度比床层平均密度小的流体可以悬浮在床面上；床面保持水平；床层服从流体静力学关系，即高度差为的两截面的压差；颗粒具有与液体类似的流动性，可以从器壁的小孔喷出；两个联通的流化床能自行调整床层上表面使之在同一水平面上。

上述性质使得流化床内颗粒物料的加工可以像流体一样连续进出料，并且由于颗粒充分混合，床层温度、浓度均匀使床层具有独特的优点得以广泛的应用。

谈到流化床性质的运用，这里以干燥技术角度阐述，循环流化床干燥技术是将待干燥物质通过加料器加入流化床床体，从设备容器下方通入预热空气或者各种锅炉废气，使流化床内的物料颗粒被吹起呈沸腾状态悬浮粉碎。

同时在流化床上部出口，将已干燥物料收集起来。

杭州钱江干燥设备有限公司所生产的GLR系列内加热流化床干燥机，系统由热风热源(燃煤、燃油、燃气、蒸汽、电)和内加热热源(蒸汽、水、导热油)。

同时供热,主要由内加热流化床主机、分离设备(内置布袋除尘器、外置旋风分离器+布袋除尘器、外置旋风分离器+水幕除尘器等)、风机、控制系统等组成。

可实现连续或间歇操作。

适用于干燥产品的大批量生产。

采购流化床干燥机除了要考虑需求，效率，成本，还要注意厂家的资质及售后。

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流化床基本原理及其工业应用流化床是一种重要的固体颗粒流动技术，具有广泛的工业应用。

本文将从流化床的基本原理和其工业应用两个方面进行介绍。

一、流化床的基本原理流化床是指在气体或液体的作用下，固体颗粒在床层内呈现出流动状态的现象。

它是通过将气体或液体从床层底部引入，使颗粒悬浮并形成流动状态。

在流化床中，颗粒之间的相互作用力是通过床层内流动的气体或液体介质传递的。

颗粒在床层内的流动速度受到介质流速和颗粒之间的相互作用力的影响。

流化床的基本原理可以总结为三个方面：1. 流体力学：气体或液体通过给床层施加一定的速度，使颗粒悬浮并呈现流动状态。

流体的作用力使颗粒之间产生剪切力，从而使颗粒流动。

2. 颗粒力学：颗粒之间的相互作用力包括颗粒之间的重力、静电力、摩擦力等。

这些力的平衡和不平衡决定了颗粒的运动状态和流动性质。

3. 热力学：流化床中的热传递是通过颗粒之间的碰撞和气体的对流传热来实现的。

热量的传递和分布对床层内颗粒的运动和反应过程都有重要影响。

二、流化床的工业应用流化床具有广泛的工业应用，涉及化工、石油、能源、环境等诸多领域。

下面将介绍其中几个典型的应用案例。

1. 催化反应流化床在催化反应中具有重要作用。

催化剂颗粒在流化床中悬浮并与流体接触，通过与流体中的反应物发生反应，实现催化反应。

流化床催化反应具有高传质速度、高反应效率和良好的温度控制等特点，广泛用于石油炼制、化工合成等领域。

2. 颗粒干燥流化床在颗粒干燥过程中也有广泛应用。

将湿颗粒引入流化床中，通过热空气对颗粒进行加热和干燥，使颗粒中的水分蒸发。

流化床干燥具有干燥速度快、热效率高、干燥均匀等优点，被广泛应用于食品、医药、化工等行业。

3. 固体分离流化床在固体分离过程中也有重要应用。

通过调节流化床中气体和颗粒的流速和密度，实现固体颗粒的分离和筛选。

流化床固体分离具有分离效率高、操作灵活、设备结构简单等优点，广泛应用于颗粒材料的分级、分离和回收等工艺。

循环流化床基础知识一、流化床锅炉涉及的概念和定义底料:锅炉启动前，布风板上先铺设有一定厚度、一定粒度的“原料”，称为底料或床料。

一般由燃煤、灰渣等组成。

物料：主要是指循环流化床锅炉运行中在炉膛内燃烧或载热的物质。

一般指燃煤、灰渣和脱硫剂。

流化速度：是指床料或物料流化时动力流体的速度。

这里的动力流体是指一次风。

临界流化速度与临界流量：临界流速是使床料开始流化时的一次风风速，此时的一次风风量就是临界流量。

物料循环倍率：通常是指由物料分离器捕捉下来且返送回炉内的物料量与给进的燃料量之比。

二、循环流化床基础理论1.流态化过程当流体向上流过颗粒床层时，其运动状态是变化的。

流速较低时，颗粒静止不动，流体只在颗粒之间的缝隙中通过。

当增加到某一速度之后，颗粒不再由分布板所支持，而全部由流体的摩擦力所承托。

每天学习锅炉知识，关注微信公众号锅炉圈，此时，对于单个颗粒来讲,它再现依靠与其它邻近颗粒的接触而维持它的空间位置，相反地，在失去了以前的机械支承后，每个颗粒可在床层中自由运动；就整个床层而言，具有了许多类似流体的性质。

这种状态就被称为流态化。

2.不同气流速度下固体颗粒床层的流动状态（绘图简单示意）随着气流速度的增加，固体颗粒分别呈现固定床、流动床、鼓泡流化床、湍流流化床、快速流化床、气力输送状态。

简单画图示意。

固定床：当空气流速不大时，空气穿过底料颗粒间隙而向上逸出，底料高度未发生变化。

流动床：当气流速度继续增加，底料开始膨胀，高度发生变化，扰动不强烈，未产生气泡。

鼓泡流化床：当气流速度又继续增加，底料将产生大量气泡，气泡不断上移，小气泡聚集成较大气泡穿过料层并破裂。

如果在鼓泡床的甚而上不断的继续加大空气流速，将依次出现以下三种状态。

湍流流化床：底料内气泡消失，气固两相混合更加剧烈，虽然存在密相区和稀相区，但是没有明显的界线。

此时的流化速度一般为4~5m/So快速流化床：随着气流速度的增加，底料上下浓度更趋于一致，但细小的颗粒将聚成小颗粒团上移，在上移过程中有时小颗粒团又聚集成较大颗粒团，较大颗粒团一般沿流动方向呈条状。

1流化床的工作原理流化床反应器是气相反应常用的一种反应器。

当反应气体通过反应器时，催化剂颗粒受到气流的作用悬浮起来，在反应器内作剧烈的翻滚、流动，整个系统与流动的或沸腾的液体很相像，所以称流化床或沸腾床。

它既具有化学反应器的共同点，又具有自身的特点。

1.1流化现象对于固定床反应器，因为催化剂是固定的。

流体实际上只能在催化剂颗粒间的孔隙内穿流，不但催化剂的表面反应受到限制，降低了催化剂利用率。

而且，床层的温度分布不均匀，不能保证各部分都在最适宜的温度条件下进行化学反应。

如果减少颗粒大小，增加气流温度，且让气流由下自上通过，当气流速度达到某一值以后，催化剂在床内处于气流的湍动状态，大大增加了催化剂和气流的接触面积，既增加了催化剂的利用率，又改善了温度分布，这种固体在气流作用下产生像流体一样流动状态称流化态。

1.2流化床的种类与结构为了保证流化和一定反应温度以及回收催化剂等原因，使流化床结构不同于固定床。

1）流化床的种类大体上可以分为单器和双器；单层和多层；圆柱床和圆锥床；自由床和限制床等几类。

2）流化床反应器的结构为适应流化状态、传热和催化剂回收等作用，流化床结构一般都由壳体、气体分布装置、内部构件、换热装置、气固分离装置和固体颗粒加卸载装置等组成。

1.3流化床反应器的特性1）流化床内温度分布比较均匀在流化床内固体颗粒成湍动状态。

因此，带来两个重要结果：传热系数大，床内温度均匀。

流化床内由于颗粒的湍动，颗粒之间碰撞机会多，所以固体颗粒之间传热很快，而固体主要又是悬浮状态，所以传热面积很大，大大增加了气体和固体之间的传热速率，另外，还由于固体颗粒不断与换热器壁相碰撞，使得床层与换热器的传热系数也大大增加。

高的传热系数，不仅导致热量容易移去，而且使得床层内温度均匀，不论是径向还是轴向温度基本上一致。

2）反应物料流速的影响反应物料流速变化给反应器带来两个方面的问题，一是对反应放出的热量的影响，另一是对传热系数的影响。

流化床解析流化床技术浅解一、何为流化床？二、流化床现象；三、气固相流化床的特性1、流化床的返混2、沟流和节涌四、流化床的水力学特性1、流化床的压力降2、流化起始速度3、带走速度4、操作气流速度五、流化床的反应器结构六、乙烯聚合的流化床及流化床料位控制一、将固体颗粒均匀地堆在有开孔底地容器内，形成一床层，若流体自上而下通过，颗粒并不运动。

此种床层称为固定床，如流体自下而上通过床层，低流速时，情况与固定床无异，流速加大则颗粒活动使床层膨胀，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。

有许多化工过程要在固体与流体所构成的体系中进行传热、传质和化学反应。

在流化床中，流态化了地颗粒表面则全部爆露于湍动剧烈的流体之中，从而得到更充分的利用。

绝热的混合作用使床层趋于一致。

避免了固定床中出现的温度梯度和局部过热现象，提高了平均操作温度。

流态化操作的缺点使动力消耗大，设备磨损大，颗粒易碎，均混使得出口处作为产品的物料夹杂了所加入的原料。

二、流化现象当流体通过颗粒物料层时，随着流体速度的不同，会出现不同的现象。

流体从设备下方流入，通过分布板而进入颗粒物料层。

流速低时，颗粒层中的颗粒静止不动，流体从颗粒间的缝隙通过。

此时，属固定床状态。

随流速增加，在固定层范围内，床层的空袭率不变，床高不变。

如果流体的流速继续升高至某一数值时，床层中颗粒开始运动，空隙率增大，可以看到一些颗粒在某些不位振动或游动，此种状态称为膨胀层，其床高于固定床。

若流速再增加，则床层内全部颗粒全处于运动状态，颗粒与流体间的摩擦力与其重量相平衡，颗粒间的挤压力抵消，全部颗粒悬浮与流体之中。

此时的床层称为临界流化床。

相应的床层空隙率称为临界床层空隙率εmf。

对于流化床讲，这是最小的空隙率。

达到临界状态的流体速度叫做起流速度U mf，称临界流化速度，也可教最小流化速度。