流化床反應器
fluidized bed reactor
正文
一種利用氣體或液體通過顆粒狀固體層而使固體顆粒處於懸浮運動狀態，並進行氣固相反應過程或液固相反應過程的反應器。在用於氣固系統時，又稱沸騰床反應器。流化床反應器在現代工業中的早期套用為20世紀20年代出現的粉煤氣化的溫克勒爐（見煤氣化爐）；但現代流化反應技術的開拓，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、核工業等部門得到廣泛套用。
分類 按流化床反應器的套用可分為兩類：一類的加工對象主要是固體,如礦石的焙燒,稱為固相加工過程；另一類的加工對象主要是流體，如石油催化裂化、酶反應過程等催化反應過程，稱為流體相加工過程。
流化床反應器的結構有兩種形式：①有固體物料連續進料和出料裝置，用於固相加工過程或催化劑迅速失活的流體相加工過程。例如催化裂化過程，催化劑在幾分鐘內即顯著失活，須用上述裝置不斷予以分離後進行再生。②無固體物料連續進料和出料裝置，用於固體顆粒性狀在相當長時間（如半年或一年）內，不發生明顯變化的反應過程。
特性 與固定床反應器相比，流化床反應器的優點是：①可以實現固體物料的連續輸入和輸出；②流體和顆粒的運動使床層具有良好的傳熱性能，床層內部溫度均勻，而且易於控制，特別適用於強放熱反應。但另一方面，由於返混嚴重，可對反應器的效率和反應的選擇性帶來一定影響。再加上氣固流化床中氣泡的存在使得氣固接觸變差，導致氣體反應得不完全。因此，通常不宜用於要求單程轉化率很高的反應。此外，固體顆粒的磨損和氣流中的粉塵夾帶，也使流化床的套用受到一定限制。為了限制返混，可採用多層流化床或在床內設定內部構件。這樣便可在床內建立起一定的濃度差或溫度差。此外，由於氣體得到再分布，氣固間的接觸亦可有所改善。
近年來，細顆粒和高氣速的湍流流化床及高速流化床均已有工業套用。在氣速高於顆粒夾帶速度的條件下，通過固體的循環以維持床層，由於強化了氣固兩相間的接觸，特別有利於相際傳質阻力居重要地位的情況。但另一方面由於大量的固體顆粒被氣體夾帶而出，需要進行分離並再循環返回床層，因此，對氣固分離的要求也就很高了。（見流態化、流態化設備）
參考書目
國井大藏、O.列文斯比爾編著，華東石油學院等譯：《流態化工程》，石油化學工業出版社，北京，1977。(D.Kunii and O.Levenspiel, Fluidization Engine-ering, John Wiley & Sons,New York, 1969.)
