
【化】 boiling-bed reactor
【化】 boiling bed; bubbling bed; ebullated bed; fluidized bed
fluidized layer
reactor
【醫】 reactor
沸騰床反應器(Fluidized Bed Reactor,簡稱FBR)是一種重要的化工反應設備,其核心特征在于利用流體(通常為氣體或液體)通過固體顆粒床層,使顆粒懸浮并呈現類似流體狀态進行反應。以下從漢英詞典角度及技術原理進行詳細解釋:
指固體顆粒在流體作用下懸浮流動,形成類似沸騰液體的狀态。英文對應“Fluidized Bed”,強調床層内顆粒因流體流動而呈現的拟流體特性。
指進行化學或物理反應的容器設備,英文為“Reactor”。
氣體/液體以特定流速通過固體催化劑或反應物顆粒床層,當流速超過臨界值(最小流化速度)時,顆粒懸浮并劇烈運動,實現氣-固或液-固充分接觸,強化傳熱傳質效率。
定義流化床反應器為“通過流體使固體顆粒呈懸浮運動狀态的反應裝置”,強調其流體動力學特性。
在煉油領域規範其設計參數(如操作氣速、顆粒粒徑分布),确保安全與效率。
由顆粒密度($rho_p$)、流體密度($rho_f$)及粘度($mu$)決定,常用Ergun方程計算:
$$ frac{Delta P}{L} = 150 frac{(1-epsilon)}{epsilon} frac{mu u}{d_p} + 1.75 frac{1-epsilon}{epsilon} frac{rho_f u}{d_p} $$ 其中$epsilon$為床層空隙率,$d_p$為顆粒直徑。
來源說明:
沸騰床反應器是流化床反應器的一種類型,其核心特征是固體顆粒在流體作用下呈現懸浮流動狀态,形成類似液體沸騰的床層結構。以下是其詳細解釋:
沸騰床反應器通過氣體或液體(多為氣體)流經固體顆粒床層,當流速達到臨界值時,固體顆粒被流體懸浮并劇烈運動,形成“流态化”狀态。這種狀态使床層具有流體特性(如流動性、靜壓力傳遞),因此又稱“流化床反應器”。
結構組成
工作原理
流體從分布闆下方進入,當流速超過最小流化速度時,顆粒開始懸浮并流動。此時床層膨脹,顆粒與流體充分接觸,傳質和傳熱效率顯著提升。流态化狀态可通過以下公式描述:
$$
Re_p = frac{rho_f u d_p}{mu}
$$
其中,( Re_p )為顆粒雷諾數,( rho_f )為流體密度,( u )為流速,( d_p )為顆粒直徑,( mu )為流體黏度。
優點 | 缺點 |
---|---|
1. 高傳熱/傳質效率(因顆粒比表面積大) | 1. 返混嚴重,可能降低反應選擇性 |
2. 催化劑利用率高,可連續操作 | 2. 動力消耗大,粉塵攜帶量高 |
3. 適合處理高雜質原料(如劣質渣油) | 3. 設備複雜,需配套分離裝置 |
如需更完整的技術參數或工藝流程,可參考石油化工領域的專業文獻(如提到的T-STAR反應器設計)。
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