流化床技術(shù)流化床反應(yīng)器

流化床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)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(nèi)部構(gòu)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(tái)和半球缺底組成的擴(kuò)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(zhì)量的關(guān)鍵，其結(jié)構(gòu)形式多樣，總的設(shè)計(jì)要求是要保證氣體分布均勻，不漏料，不堵塞。

反應(yīng)器內(nèi)部構(gòu)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(yīng)效果，其形式有擋網(wǎng)、擋板和填料。

換熱裝置視不同的目的，有不同的構(gòu)造和安裝位置?？稍诜磻?yīng)器內(nèi)部，其換熱方式直接，有高的靈敏性，也可設(shè)在外部，在外部循環(huán)流化回路上。設(shè)在床層內(nèi)時(shí)，換熱管也可為直管也可為蛇管。也可在床層周?chē)O(shè)夾套，用來(lái)?yè)Q熱。

氣固分離裝置常由旋風(fēng)分離器來(lái)完成，其作用是回收氣體所夾帶的細(xì)粒，并將其輸送到床層中去。

流化床流化速度根據(jù)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(shí)際上，床內(nèi)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(shí)，應(yīng)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(yīng)考慮速度太小或太大時(shí)會(huì)出現(xiàn)溝流或騰涌等不正?，F(xiàn)象。

為了提高設(shè)備的生產(chǎn)強(qiáng)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(shè)以高效旋風(fēng)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(shí)際生產(chǎn)中已有應(yīng)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(shí)間要有保證，氣體輸送機(jī)械的能力要適應(yīng)流體阻力的加大。

連續(xù)操作的設(shè)備中，出現(xiàn)返混的原因常見(jiàn)有兩種，一是流動(dòng)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(dòng)成為回流；另一種原因是顆粒的雜亂運(yùn)動(dòng)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(shí)將一部分顆粒帶至高處，而連續(xù)相內(nèi)的顆粒則逐漸下移的填補(bǔ)氣泡原來(lái)所占的空間。在小型流化床實(shí)驗(yàn)中可觀察到固體顆粒沿筒中心軸向上運(yùn)動(dòng)，再沿器壁向下運(yùn)動(dòng)。但大型流化床中的運(yùn)動(dòng)情況則較為復(fù)雜。但可認(rèn)為是達(dá)到完全混合，實(shí)際生產(chǎn)操作也證明了這一點(diǎn)。氣體在流化床內(nèi)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(shí)間內(nèi)進(jìn)入流化床底部的氣體并不在同一時(shí)間內(nèi)達(dá)到頂部；又由于氣泡沿途破裂、聚結(jié)，造成氣泡與連續(xù)相的氣體交換，也使得連續(xù)相內(nèi)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(dāng)于沸騰中的液體本身，而穿過(guò)床層上升的氣泡便相當(dāng)與于沸騰液中的蒸汽泡，因此，此種流化床存在著一個(gè)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(dòng)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(nèi)、外的氣體都發(fā)生很大的湍動(dòng)，因而加強(qiáng)了氣固間的接觸，有利于熱量與質(zhì)量傳遞。這是氣泡帶來(lái)的好處，但氣泡也會(huì)造成兩種不利的情況，即溝流和騰涌現(xiàn)象。

在聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)中，流化床技術(shù)以其穩(wěn)定、靈活簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、安全的特點(diǎn)，占有著相當(dāng)?shù)牡匚?，得到了普遍的?yīng)用。在乙烯聚合的流化床內(nèi)，固體顆粒是聚乙烯樹(shù)脂顆粒和極少量的催化劑顆粒，流化氣體是氮?dú)?、乙烯、共聚單體丁烯一1、氫氣的混合物。在流化床內(nèi)，乙烯和共聚單體丁烯一1在催化劑的作用下進(jìn)行聚合反應(yīng)，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(jié)構(gòu)與一般的流化床反應(yīng)器的構(gòu)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(shè)備、顆粒卸出設(shè)備以及氣固分離裝置組成。

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

筒體內(nèi)不設(shè)內(nèi)部構(gòu)件，為自由床，正常操作時(shí)，內(nèi)部高度返混，使床層內(nèi)溫度基本一致，床層橫向無(wú)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(biāo)。由于乙烯聚合為放熱反應(yīng)，操作溫度又靠近聚乙烯樹(shù)脂的熔化溫度，因而應(yīng)有良好的混合，迅速排走聚合熱，以防止局部過(guò)熱而造成熔結(jié)，任何可造成流化死角的內(nèi)部構(gòu)件都是不利的。

簡(jiǎn)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(guò)冷卻流化氣體以間接取走反應(yīng)熱，多為管殼式水冷換熱器，又有將換熱器置于流化床內(nèi)部的設(shè)計(jì)，并在進(jìn)行工業(yè)化實(shí)驗(yàn)。理論上講，換熱器置于流化床內(nèi)部，可直接取走反應(yīng)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(nèi)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(xì)粉后，會(huì)大大降低其傳熱能力，而使其表面易形成死角的地方出現(xiàn)過(guò)熱量而粘結(jié)。再者，流化床擴(kuò)大段的結(jié)片無(wú)法全部消除是烴類(lèi)流化床反應(yīng)器的通病，因而，內(nèi)設(shè)換熱器的流化床的操作更復(fù)雜、要求更為嚴(yán)格。 2100433B

循環(huán)流化床技術(shù)在垃圾焚燒處理領(lǐng)域的應(yīng)用時(shí)間較短，目前還處于技術(shù)探索期。

目前國(guó)內(nèi)的循環(huán)流化床運(yùn)行時(shí)需要消耗不可再生的煤，并且對(duì)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(shè)備送入爐膛。

同時(shí)由于其技術(shù)特點(diǎn)，循環(huán)流化床在垃圾焚燒處理前需要對(duì)垃圾進(jìn)行分選、破碎等預(yù)處理，在預(yù)處理和廠內(nèi)的輸送過(guò)程中容易造成污水以及臭味的外泄，對(duì)環(huán)境造成二次污染，預(yù)處理成本也較高。該技術(shù)在垃圾衍生燃料（RDF）和污泥等焚燒處理方面更具有適應(yīng)性，加煤不能超過(guò)30%。

《一種雙倉(cāng)粉粒物料運(yùn)輸半掛車(chē)流化床》涉及半掛車(chē)領(lǐng)域，主要涉及一種雙倉(cāng)粉粒物料運(yùn)輸半掛車(chē)流化床。