流化床反應器

流化床反應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)，并進行氣固相反應過程或液固相反應過程的反應器。在用于氣固系統(tǒng)時，又稱沸騰床反應器。流化床反應器在現(xiàn)代工業(yè)中的早期應用為20世紀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，流化床反應器已在化工、石油、冶金、核工業(yè)等部門得到廣泛應用。

流化床反應器的優(yōu)點

1、由于可采用細粉顆粒，并在懸浮狀態(tài)下與流體接觸，流固相界面積大，有利于非均相反應的進行，提高了催化劑的利用率。

2、由于顆粒在床內(nèi)混合激烈，使顆粒在全床內(nèi)的溫度和濃度均勻一致，床層與內(nèi)浸換熱表面間的傳熱系數(shù)很高，全床熱容量大，熱穩(wěn)定性高，這些都有利于強放熱反應的等溫操作。

3、流化床內(nèi)的顆粒群有類似流體的性質(zhì)，可以大量地從裝置中移出、引入，并可以在兩個流化床之間大量循環(huán)。這使得一些反應—再生、吸熱—放熱、正反應—逆反應等反應耦合過程和反應—分離耦合過程得以實現(xiàn)。使得易失活催化劑能在工程中使用。

4、流態(tài)化操作總的經(jīng)濟效果是有利的，特別是傳熱和傳質(zhì)速率快、床層溫度均勻、操作穩(wěn)定的突出優(yōu)點，對于熱效應很大的大規(guī)模生產(chǎn)過程特別有利。

流化床反應器的缺點

1、氣體流動狀態(tài)與活塞流偏離較大，氣流與床層顆粒發(fā)生返混，以致在床層軸向沒有溫度差及濃度差。加之氣體可能成大氣泡狀態(tài)通過床層，使氣固接觸不良，使反應的轉(zhuǎn)化率降低。因此流化床一般達不到固定床的轉(zhuǎn)化率。

2、催化劑顆粒間相互劇烈碰撞，造成催化劑的損失和除塵的困難。

3、由于固體顆粒的磨蝕作用，管子和容器的磨損嚴重。