固体颗粒流态化固体颗粒流态化.pdf

固体颗粒流态化 固体颗粒流态化 (Fluidization) (Fluidization) 1 流化床的基本概念 流态化(流化床) ：颗粒在流体中悬浮或随其一起流动。 强化颗粒与流体间的传热、传质与化学反应特性。 床层是由均匀颗粒组成的 假设 流体自下而上地流过颗粒层 则根据流速的不同，会出现三种不同的情况 固定床阶段 流化床阶段 颗粒输送阶段 固定床阶段 u:流体通过床层的表观速度(即空塔速度) 较低 u :颗粒空隙中流体的实际流速 1 u :颗粒的沉降速度 t u u 1 t 则颗粒基本上静止不动，颗粒层为固定床 流体最大表观速度 流化床阶段 u umax 床内颗粒将“浮起” u1 ut 颗粒层将“膨胀” 空隙率ε↗ u ↘ 1 当床层膨胀到一定程度，颗粒间的实际 流速等于颗粒的沉降速度时，床层不再 膨胀而颗粒则悬浮于流体中,这种床层称 为流化床 u = u 1 t •流化床原则上可以有一个明显的上界面。 •流化床存在的基础是大量颗粒的群居。 颗粒输送阶段 表观速度 u 超过颗粒的沉降速度 u 。 t 颗粒将被流体带出器外，这是颗粒输送阶段。 可以实现固体颗粒的气力和液力输 送。 载流床 若在床层上部安装旋风分离器将带出 的颗粒重新返回床层，从而在很高的 表观速度下仍可实现流固间的各种过 程。此种方式称为载流床。 狭义流态化与广义流态化 •狭义流态化专指上述第二阶段即流化床阶段 •广义流态化则泛指各种非固定床的流固系统，包括载流 床和气力输送 实际的流化现象 流化现象简介 液-固系统 散式流化 表观流速达到某个临界值 umf 时（umf称为起 始流化速度） 表面特征：颗粒摇摆，随机运动， 忽上忽下，忽左忽右 气-固系统 聚式流化 当表观流速超过起始流 化速度 umf而开始流化 表面特征：空穴，移动和合并，破裂 充分流态化的床层表现出类似于液体的性质： L p ∆ u u u u u u (a) (b) (c)