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流化床

將固體顆粒均勻地堆在有開孔底的容器內(nèi)，形成一床層，若流體自上而下通過，顆粒并不運(yùn)動，此種床層成為固體床；若流體自上而下通過床層，低流速時，情況與固體床無異，流速加大則顆粒便活動使床層膨脹，流速進(jìn)一步加大時，顆粒會彼此離開而在流體中活動，流速愈大，則活動愈劇烈，并在床層內(nèi)各處各方向運(yùn)動。一種情況稱為固體流化態(tài)，流化態(tài)后顆粒床層稱為流化床。將其運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)生活中的技術(shù)就是流化床技術(shù)。

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(nèi)、外的氣體都發(fā)生很大的湍動，因而加強(qiáng)了氣固間的接觸，有利于熱量與質(zhì)量傳遞。這是氣泡帶來的好處，但氣泡也會造成兩種不利的情況，即溝流和騰涌現(xiàn)象。

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，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會出現(xiàn)溝流或騰涌等不正常現(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。