流化床技术流化床反应器

流化床反应器的结构形式很多，但不管形式如何，一般都包括下列几部分，壳体、气体分布装置、换热装置、气固分离装置、内部构件及固体颗粒的加入和卸出装置。

壳体一般为直立圆柱形。圆柱形壳体的上部，常有短圆台和半球缺底组成的扩大段，用以增加流化床的有效高度。

气体分布板是保证获得良好流化质量的关键，其结构形式多样，总的设计要求是要保证气体分布均匀，不漏料，不堵塞。

反应器内部构件目的是使大气泡破碎，改善气固相的接触，减小返混，提高反应效果，其形式有挡网、挡板和填料。

换热装置视不同的目的，有不同的构造和安装位置。可在反应器内部，其换热方式直接，有高的灵敏性，也可设在外部，在外部循环流化回路上。设在床层内时，换热管也可为直管也可为蛇管。也可在床层周围设夹套，用来换热。

气固分离装置常由旋风分离器来完成，其作用是回收气体所夹带的细粒，并将其输送到床层中去。

流化床流化速度根据不同状态床层可将流化速度分成临界流化速度和带出速度。实际上，床内颗粒直径是不可能完全一样的，每种颗粒有不同的值，选择流化速度时，应考虑这不同的值，即使颗粒分布窄，选择速度范围比较宽，也应考虑速度太小或太大时会出现沟流或腾涌等不正常现象。

为了提高设备的生产强度，一般都希望用尽可能大的气流速度，如果在流化床后面设以高效旋风分离器，气流速度大于某些颗粒的带走速度也未尝不可。这在实际生产中已有应用。提高气流速度不能只考虑流化床本身的操作弹性，还受到下列条件的制约：气体与固体的接触时间要有保证，气体输送机械的能力要适应流体阻力的加大。

连续操作的设备中，出现返混的原因常见有两种，一是流动截面上的流速不等，靠近边沿处的一部分物料往相反反方向流动成为回流；另一种原因是颗粒的杂乱运动可拖曳气体向各处混杂。

气固流化床中固体颗粒与气体两者的返混都十分剧烈。气泡上升时将一部分颗粒带至高处，而连续相内的颗粒则逐渐下移的填补气泡原来所占的空间。在小型流化床实验中可观察到固体颗粒沿筒中心轴向上运动，再沿器壁向下运动。但大型流化床中的运动情况则较为复杂。但可认为是达到完全混合，实际生产操作也证明了这一点。气体在流化床内的返混主要由气泡所致，气泡中的气体比密相中的气体上升的快，在同一时间内进入流化床底部的气体并不在同一时间内达到顶部；又由于气泡沿途破裂、聚结，造成气泡与连续相的气体交换，也使得连续相内颗粒的返混。

若将气固流化床比拟为沸腾中的液层，则处于流化状态的颗粒群便相当于沸腾中的液体本身，而穿过床层上升的气泡便相当与于沸腾液中的蒸汽泡，因此，此种流化床存在着一个特殊两相物系。处于流化状态的颗粒群是连续的，为连续相，又称密相。气泡是分散的，称为分散相，又称稀相。只要床层有明显的上界面，便有稀密两相共存，但一般称此状态的流化床为密相流化床。若气速加大则床层上界面不存在，则称此状态的流化床为稀相流化床。在正常的气固相流化床密相中气体流动很慢，几乎为层流。气泡与密相接触的界面上则发生颗粒的猛烈冲击，使泡内、外的气体都发生很大的湍动，因而加强了气固间的接触，有利于热量与质量传递。这是气泡带来的好处，但气泡也会造成两种不利的情况，即沟流和腾涌现象。

在聚乙烯生产技术中，流化床技术以其稳定、灵活简单、经济、安全的特点，占有着相当的地位，得到了普遍的应用。在乙烯聚合的流化床内，固体颗粒是聚乙烯树脂颗粒和极少量的催化剂颗粒，流化气体是氮气、乙烯、共聚单体丁烯一1、氢气的混合物。在流化床内，乙烯和共聚单体丁烯一1在催化剂的作用下进行聚合反应，在催化剂颗粒表面生成聚乙烯，最终形成含有催化剂微粒的聚乙烯颗粒。

乙烯聚合的流化床的结构与一般的流化床反应器的构造基本相似，主要由圆柱形壳体、气体分布板、换热器、催化剂加入设备、颗粒卸出设备以及气固分离装置组成。

流化床简体由圆柱体和上面的扩大段部分组成，整个床层在圆柱简体部分，床表面离扩大段有一定的距离。

筒体内不设内部构件，为自由床，正常操作时，内部高度返混，使床层内温度基本一致，床层横向无温度梯度，纵向有微小的温度梯度。温度的基本一致是衡量此流化床操作稳定性的重要指标。由于乙烯聚合为放热反应，操作温度又靠近聚乙烯树脂的熔化温度，因而应有良好的混合，迅速排走聚合热，以防止局部过热而造成熔结，任何可造成流化死角的内部构件都是不利的。

简体的底部为气体分布板，分布板上有均匀分布的圆形小孔，有的分布板上面还加有挡板，以致气体分布更均匀，防止形成大气泡。分布板可是平直的，也可是高径化很小的锥形体。

换热器置于流化床外部，通过冷却流化气体以间接取走反应热，多为管壳式水冷换热器，又有将换热器置于流化床内部的设计，并在进行工业化实验。理论上讲，换热器置于流化床内部，可直接取走反应热并能防止大气泡生成，可使流化床的操作更温度、更灵敏，但也不可避免地在床内造成流化死角，虽然换热器表面温度较低，但表面附有一层颗粒细粉后，会大大降低其传热能力，而使其表面易形成死角的地方出现过热量而粘结。再者，流化床扩大段的结片无法全部消除是烃类流化床反应器的通病，因而，内设换热器的流化床的操作更复杂、要求更为严格。 2100433B

循环流化床技术在垃圾焚烧处理领域的应用时间较短，目前还处于技术探索期。

目前国内的循环流化床运行时需要消耗不可再生的煤，并且对煤块的颗粒大小有一定要求，必须先将煤块加工破碎后才能由给煤设备送入炉膛。

同时由于其技术特点，循环流化床在垃圾焚烧处理前需要对垃圾进行分选、破碎等预处理，在预处理和厂内的输送过程中容易造成污水以及臭味的外泄，对环境造成二次污染，预处理成本也较高。该技术在垃圾衍生燃料（RDF）和污泥等焚烧处理方面更具有适应性，加煤不能超过30%。

《一种双仓粉粒物料运输半挂车流化床》涉及半挂车领域，主要涉及一种双仓粉粒物料运输半挂车流化床。