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固定床与流化床反应器之间的比较
固定床反应器(又称填充床反应器),它与流化床反应器的区别在于固体颗粒处于静止状态。
与固定床反应器相比,流化床反应器的优点是:①可以实现固体物料的连续输入和输出;②流体和颗粒的运动使床层具有良好的传热性能,床层内部温度均匀,而且易于控制,特别适用于强放热反应。
但另一方面,由于返混严重,可对反应器的效率和反应的选择性带来一定影响。再加上气固流化床中气泡的存在使得气固接触变差,导致气体反应得不完全。因此,通常不宜用于要求单程转化率很高的反应。此外,固体颗粒的磨损和气流中的粉尘夹带,也使流化床的应用受到一定限制。为了限制返混,可采用多层流化床或在床内设置内部构件。这样便可在床内建立起一定的浓度差或温度差。此外,由于气体得到再分布,气固间的接触亦可有所改善。
流化床的机械振动技术
流化是一种在工业中广泛使用的工艺,因为它具有良好的固体混合性和它提供的高气固接触效率。然而,可能发生团聚和沟流,导致流化性差。流化床的机械振动,即振动流化床是一种将振动引入常规流化床的技术。这可以通过向含床容器施加振荡位移来完成。
床的振动提供了破坏颗粒间键,减少团聚体和避免沟流的必要能量。因此,它是一种非常有效的粘性颗粒流化,颗粒材料干燥和聚集控制的技术。振动还可以用于控制流化床中的颗粒分离。在所有这些过程中,床板中空隙(即气泡)的存在是一个重要的作用。然而,振动对气泡行为的影响远未完全理解。
流化床的数值模拟可以作为理解振动过程中气泡行为的工具,作为离散元素方法DEM进行。在这种方法中,气流场被描述为连续介质,并且每个粒子的运动是单独计算的。这使得该方法在高度计算上要求并且限制于小尺寸的床(即少量颗粒)。
通过设置不同的参数而生产出适合自己需要的颗粒粉料;使用振动流化床干燥机,干燥效率提高一倍以上,与传统工艺相比可节约成本60%以上。同时,干燥机所需热能来自窑炉的烟气余热,每吨粉料可节约80~100kg煤炭。因无煤炭燃烧,所以没有污染气体以及粉尘的排放,从真正意义上达到了节能、环保的要求。该项目每生产1吨的陶瓷粉料,可实现节能35%、节水70%、节电12%、二氧化碳减排36%。
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