
【化】 particulately fluidized bed
散式流化床(Particulate Fluidized Bed)是流态化技術中的一種典型操作狀态,指固體顆粒在流體(氣體或液體)作用下均勻分散并呈現類流體行為的反應裝置。其核心特征是顆粒與流體間的相互作用形成穩定、連續的混合相,區别于聚式流化床的鼓泡或節湧現象。
流體力學特性
在散式流化床中,顆粒粒徑通常小于100微米,流體流速介于最小流化速度與終端速度之間。此時床層壓降遵循Ergun方程修正公式:
$$
Delta P = frac{150mu (1-varepsilon)}{varepsilon d_p} u + frac{1.75rho_f (1-varepsilon)}{varepsilon d_p} u
$$
其中$varepsilon$為孔隙率,$d_p$為顆粒直徑,$u$為流體表觀速度。該公式表明壓降與流體黏度$mu$、密度$rho_f$及流速呈非線性關系。
工業應用
标準化定義
根據GB/T 15716-2022《流化床技術術語》,散式流化床需同時滿足:
該标準引用ISO 13579-1:2019國際測試方法(來源:中國國家标準化管理委員會官網)
散式流化床是流态化技術中的一種理想狀态,其核心特征是固體顆粒與流體(氣體或液體)的均勻混合和穩定流動。以下是具體解析:
散式流化床指顆粒在流體作用下均勻分散于整個床層,隨着流速增加,床層平穩膨脹,孔隙率均勻增大,壓降波動極小。與聚式流化态(如鼓泡床、湍流床)不同,散式流化床沒有明顯的氣泡或顆粒聚集現象,床層界面平穩。
特征 | 散式流化床 | 聚式流化床 |
---|---|---|
顆粒分布 | 均勻分散 | 存在氣泡或節湧 |
壓降波動 | 穩定 | 波動明顯 |
典型體系 | 液-固(如水-細沙) | 氣-固(如空氣-催化劑顆粒) |
應用優勢 | 反應均勻、傳質效率高 | 處理量大、適用于快速反應 |
散式流化床對操作條件(如流速、顆粒粒徑)敏感,控制不當易轉為聚式流化态。此外,氣-固體系較難實現理想的散式流化,需通過優化設備設計(如分布器結構)改善。
如需進一步了解流化床分類或具體案例,(DICP科普)中的比喻解析。
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