
【化】 boiling-bed reactor
【化】 boiling bed; bubbling bed; ebullated bed; fluidized bed
fluidized layer
reactor
【医】 reactor
沸腾床反应器(Fluidized Bed Reactor,简称FBR)是一种重要的化工反应设备,其核心特征在于利用流体(通常为气体或液体)通过固体颗粒床层,使颗粒悬浮并呈现类似流体状态进行反应。以下从汉英词典角度及技术原理进行详细解释:
指固体颗粒在流体作用下悬浮流动,形成类似沸腾液体的状态。英文对应“Fluidized Bed”,强调床层内颗粒因流体流动而呈现的拟流体特性。
指进行化学或物理反应的容器设备,英文为“Reactor”。
气体/液体以特定流速通过固体催化剂或反应物颗粒床层,当流速超过临界值(最小流化速度)时,颗粒悬浮并剧烈运动,实现气-固或液-固充分接触,强化传热传质效率。
定义流化床反应器为“通过流体使固体颗粒呈悬浮运动状态的反应装置”,强调其流体动力学特性。
在炼油领域规范其设计参数(如操作气速、颗粒粒径分布),确保安全与效率。
由颗粒密度($rho_p$)、流体密度($rho_f$)及粘度($mu$)决定,常用Ergun方程计算:
$$ frac{Delta P}{L} = 150 frac{(1-epsilon)}{epsilon} frac{mu u}{d_p} + 1.75 frac{1-epsilon}{epsilon} frac{rho_f u}{d_p} $$ 其中$epsilon$为床层空隙率,$d_p$为颗粒直径。
来源说明:
沸腾床反应器是流化床反应器的一种类型,其核心特征是固体颗粒在流体作用下呈现悬浮流动状态,形成类似液体沸腾的床层结构。以下是其详细解释:
沸腾床反应器通过气体或液体(多为气体)流经固体颗粒床层,当流速达到临界值时,固体颗粒被流体悬浮并剧烈运动,形成“流态化”状态。这种状态使床层具有流体特性(如流动性、静压力传递),因此又称“流化床反应器”。
结构组成
工作原理
流体从分布板下方进入,当流速超过最小流化速度时,颗粒开始悬浮并流动。此时床层膨胀,颗粒与流体充分接触,传质和传热效率显著提升。流态化状态可通过以下公式描述:
$$
Re_p = frac{rho_f u d_p}{mu}
$$
其中,( Re_p )为颗粒雷诺数,( rho_f )为流体密度,( u )为流速,( d_p )为颗粒直径,( mu )为流体黏度。
优点 | 缺点 |
---|---|
1. 高传热/传质效率(因颗粒比表面积大) | 1. 返混严重,可能降低反应选择性 |
2. 催化剂利用率高,可连续操作 | 2. 动力消耗大,粉尘携带量高 |
3. 适合处理高杂质原料(如劣质渣油) | 3. 设备复杂,需配套分离装置 |
如需更完整的技术参数或工艺流程,可参考石油化工领域的专业文献(如提到的T-STAR反应器设计)。
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