流化床技術返混

連續(xù)操作的設備中，出現返混的原因常見有兩種，一是流動截面上的流速不等，靠近邊沿處的一部分物料往相反反方向流動成為回流；另一種原因是顆粒的雜亂運動可拖曳氣體向各處混雜。

氣固流化床中固體顆粒與氣體兩者的返混都十分劇烈。氣泡上升時將一部分顆粒帶至高處，而連續(xù)相內的顆粒則逐漸下移的填補氣泡原來所占的空間。在小型流化床實驗中可觀察到固體顆粒沿筒中心軸向上運動，再沿器壁向下運動。但大型流化床中的運動情況則較為復雜。但可認為是達到完全混合，實際生產操作也證明了這一點。氣體在流化床內的返混主要由氣泡所致，氣泡中的氣體比密相中的氣體上升的快，在同一時間內進入流化床底部的氣體并不在同一時間內達到頂部；又由于氣泡沿途破裂、聚結，造成氣泡與連續(xù)相的氣體交換，也使得連續(xù)相內顆粒的返混。

若將氣固流化床比擬為沸騰中的液層，則處于流化狀態(tài)的顆粒群便相當于沸騰中的液體本身，而穿過床層上升的氣泡便相當與于沸騰液中的蒸汽泡，因此，此種流化床存在著一個特殊兩相物系。處于流化狀態(tài)的顆粒群是連續(xù)的，為連續(xù)相，又稱密相。氣泡是分散的，稱為分散相，又稱稀相。只要床層有明顯的上界面，便有稀密兩相共存，但一般稱此狀態(tài)的流化床為密相流化床。若氣速加大則床層上界面不存在，則稱此狀態(tài)的流化床為稀相流化床。在正常的氣固相流化床密相中氣體流動很慢，幾乎為層流。氣泡與密相接觸的界面上則發(fā)生顆粒的猛烈沖擊，使泡內、外的氣體都發(fā)生很大的湍動，因而加強了氣固間的接觸，有利于熱量與質量傳遞。這是氣泡帶來的好處，但氣泡也會造成兩種不利的情況，即溝流和騰涌現象。

流化床流化速度根據不同狀態(tài)床層可將流化速度分成臨界流化速度和帶出速度。實際上，床內顆粒直徑是不可能完全一樣的，每種顆粒有不同的值，選擇流化速度時，應考慮這不同的值，即使顆粒分布窄，選擇速度范圍比較寬，也應考慮速度太小或太大時會出現溝流或騰涌等不正?，F象。

為了提高設備的生產強度，一般都希望用盡可能大的氣流速度，如果在流化床后面設以高效旋風分離器，氣流速度大于某些顆粒的帶走速度也未嘗不可。這在實際生產中已有應用。提高氣流速度不能只考慮流化床本身的操作彈性，還受到下列條件的制約：氣體與固體的接觸時間要有保證，氣體輸送機械的能力要適應流體阻力的加大。

流化床反應器的結構形式很多，但不管形式如何，一般都包括下列幾部分，殼體、氣體分布裝置、換熱裝置、氣固分離裝置、內部構件及固體顆粒的加入和卸出裝置。

殼體一般為直立圓柱形。圓柱形殼體的上部，常有短圓臺和半球缺底組成的擴大段，用以增加流化床的有效高度。

氣體分布板是保證獲得良好流化質量的關鍵，其結構形式多樣，總的設計要求是要保證氣體分布均勻，不漏料，不堵塞。

反應器內部構件目的是使大氣泡破碎，改善氣固相的接觸，減小返混，提高反應效果，其形式有擋網、擋板和填料。

換熱裝置視不同的目的，有不同的構造和安裝位置。可在反應器內部，其換熱方式直接，有高的靈敏性，也可設在外部，在外部循環(huán)流化回路上。設在床層內時，換熱管也可為直管也可為蛇管。也可在床層周圍設夾套，用來換熱。

氣固分離裝置常由旋風分離器來完成，其作用是回收氣體所夾帶的細粒，并將其輸送到床層中去。

在聚乙烯生產技術中，流化床技術以其穩(wěn)定、靈活簡單、經濟、安全的特點，占有著相當的地位，得到了普遍的應用。在乙烯聚合的流化床內，固體顆粒是聚乙烯樹脂顆粒和極少量的催化劑顆粒，流化氣體是氮氣、乙烯、共聚單體丁烯一1、氫氣的混合物。在流化床內，乙烯和共聚單體丁烯一1在催化劑的作用下進行聚合反應，在催化劑顆粒表面生成聚乙烯，最終形成含有催化劑微粒的聚乙烯顆粒。

乙烯聚合的流化床的結構與一般的流化床反應器的構造基本相似，主要由圓柱形殼體、氣體分布板、換熱器、催化劑加入設備、顆粒卸出設備以及氣固分離裝置組成。

流化床簡體由圓柱體和上面的擴大段部分組成，整個床層在圓柱簡體部分，床表面離擴大段有一定的距離。

筒體內不設內部構件，為自由床，正常操作時，內部高度返混，使床層內溫度基本一致，床層橫向無溫度梯度，縱向有微小的溫度梯度。溫度的基本一致是衡量此流化床操作穩(wěn)定性的重要指標。由于乙烯聚合為放熱反應，操作溫度又靠近聚乙烯樹脂的熔化溫度，因而應有良好的混合，迅速排走聚合熱，以防止局部過熱而造成熔結，任何可造成流化死角的內部構件都是不利的。

簡體的底部為氣體分布板，分布板上有均勻分布的圓形小孔，有的分布板上面還加有擋板，以致氣體分布更均勻，防止形成大氣泡。分布板可是平直的，也可是高徑化很小的錐形體。

換熱器置于流化床外部，通過冷卻流化氣體以間接取走反應熱，多為管殼式水冷換熱器，又有將換熱器置于流化床內部的設計，并在進行工業(yè)化實驗。理論上講，換熱器置于流化床內部，可直接取走反應熱并能防止大氣泡生成，可使流化床的操作更溫度、更靈敏，但也不可避免地在床內造成流化死角，雖然換熱器表面溫度較低，但表面附有一層顆粒細粉后，會大大降低其傳熱能力，而使其表面易形成死角的地方出現過熱量而粘結。再者，流化床擴大段的結片無法全部消除是烴類流化床反應器的通病，因而，內設換熱器的流化床的操作更復雜、要求更為嚴格。 2100433B

循環(huán)流化床技術在垃圾焚燒處理領域的應用時間較短，目前還處于技術探索期。

目前國內的循環(huán)流化床運行時需要消耗不可再生的煤，并且對煤塊的顆粒大小有一定要求，必須先將煤塊加工破碎后才能由給煤設備送入爐膛。

同時由于其技術特點，循環(huán)流化床在垃圾焚燒處理前需要對垃圾進行分選、破碎等預處理，在預處理和廠內的輸送過程中容易造成污水以及臭味的外泄，對環(huán)境造成二次污染，預處理成本也較高。該技術在垃圾衍生燃料（RDF）和污泥等焚燒處理方面更具有適應性，加煤不能超過30%。

《一種雙倉粉粒物料運輸半掛車流化床》涉及半掛車領域，主要涉及一種雙倉粉粒物料運輸半掛車流化床。