流态化原理
第六章气固流态化基础(2024)
类型与结构
根据反应类型和需求，流化床反应器可分为多种类型，如固定床反应器、移动床反应器和 循环流化床反应器等。其结构通常包括反应器主体、气体分布器、固体颗粒循环系统和控 制系统等。
通过气体或液体以一定速度穿过 固体颗粒层，使颗粒之间产生相 互作用和能量传递，从而实现流 态化。
2024/1/29
5
气固流态化的重要性
与传统的间歇式生产方式相比， 气固流态化技术可降低能耗和生 产成本。
气固流态化技术不仅应用于化工 、冶金等领域，还可拓展到环保 、新能源等领域。
2024/1/29
提高生产效率 降低能耗
在气固流态化系统中，通过设置合适的分离 装置，可实现气体和固体颗粒的有效分离， 以满足不同工艺需求。
2024/1/29
催化剂再生
在石油化工等领域中，催化剂的再生是一个重要环 节。利用流态化技术可实现催化剂的高效再生和循 环利用。
粉体输送
利用气固流态化的原理，可实现粉体物料的 高效输送和分配，广泛应用于化工、冶金等 领域。
颗粒粘结
某些物料在流化床内可能发生粘结现象，形 成团聚体或结块。粘结可能导致床层塌落、 沟流以及传热和传质效率下降等问题。
2024/1/29
26
气体分布不均与沟流现象
气体分布不均
在气固流态化过程中，气体的不均匀分布是 一个常见问题。气体分布不均可能导致床层 内的温度和浓度梯度增大，从而影响产品质 量和收率。
强化传质方法
强化传质的方法包括增加气体流速、减小固体颗粒粒径、提高床层温度和压力等。此外 ，采用催化剂或添加反应促进剂等方法也可以提高传质效率。同时，优化流化床结构和
“利用流态化原理解释颗粒终端速度(带出速度),为什么等于自由沉降速度？”论文
流态化基本原理【摘要】流态化技术是利用流动流体的作用，将固体颗粒群悬浮起来，从而使固体颗粒具有某些流体表观特征，利用这种流体与固体间的接触方式实现生产过程的操作。
自由沉降速度，又称终端速度。
指任一颗粒的沉降不因流体中存在其他颗粒而受到干扰时，在等速阶段里颗粒相对于流体的运动速度。
即加速阶段终了时颗粒相对于流体的速度。
关键词：流态化；固体；颗粒；沉降1流态化与自由沉降流态化一般指固体流态化，又称假液化，简称流化，它是利用流动流体的作用，将固体颗粒群悬浮起来，从而使固体颗粒具有某些流体表观特征，利用这种流体与固体间的接触方式实现生产过程的操作，称为流态化技术，属于粉体工程的研究范畴。
流态化技术是一种强化流体(气体或液体)与固体颗粒间相互作用的操作，如在直立的容器内间歇地或连续地加入颗粒状固体物料，控制流体以一定速度由底部通入，使其压力降等于或略大于单位截面上固体颗粒的重量，固体颗粒即呈悬浮状运动而不致被流体带走。
流态化技术在强化某些单元操作和反应过程以及开发新工艺方面，起着重要作用，广泛应用于化学、石油、冶金、原子能等工业的焙烧、干燥、吸附、气化、催化反应和催化裂化等许多过程中。
单个颗粒在流体中的沉降过程称为自由沉降。
若颗粒数量较多，相互间距离较近，则颗粒沉降时相互间会干扰，称为干扰沉降。
颗粒刚开始沉降时，速度u 为零，则曳力也为零，颗粒在净质量力（质量力与浮力之差）作用下沿质量力方向作加速运动，随着运动速度u的增加，曳力开始由零不断增大，直至与净质量力相等为止，这时，颗粒加速度减为零，速度u达到一恒定值，也是最大值，此后，颗粒等速下降，这一最终的运动速度称为沉降速度。
由此可见，单个颗粒在流体中的沉降过程分为两个阶段：加速段和等速段，对于小颗粒，加速段极短，通常可以忽略，于是，整个沉降过程都可认为是匀速沉降。
2流态化现象将一批固体颗粒堆放在多孔的分布板上形成床层，使流体自下而上通过床层。
由于流体的流动及其与颗粒表面的摩擦，造成流体通过床层的压力降。
流态化一章
§1.2 流态化的状态 及其它流态化形式
一、流态化状态与判别准则
聚式流态化aggregative fluidization
散式流态化dispersed fluidization 1．聚式流态化（不均匀流化床，气体流化床）水-铅
气泡相bubble phase：就是内部几乎没有固体颗粒，仅在其边壁或 外表面 有固体颗粒环绕的运动空间
六、气-固流化床的一般性评价
1．良好的床层均温性
上下或左右方向的温度梯度均在10～20℃之内 固体颗粒的热容量比相同体积气体的热容量高100～ 1000倍
2．较高的传热传质速率
3．输送能力大 4．可利用或加工粉末状物料
不足 ：
（1）固体物料的停留时间不均匀 （2）气流分布不均会影响气-固接触效率 （3）颗粒磨损与设备磨损严重
曳力
浮力
重力
压降值△P单调增加
幻灯片 115
流态化过程曲线
2．流态化床阶段
气流对颗粒的曳力 + 气流对颗粒的浮力 = 颗粒 受到的重力
AP Lmf A(1 mf ) f g Lmf A(1 mf ) s g P Lmf (1 mf )( s f ) g
2．多层流态化床
定义： 在传统的单层气-固流态化系统的基础 上，在床内不同高度设置多块气体布风 板，将床层分成多段区域，这就构成了 多层流态化床
优点：
该床既可以保持原单层床的诸多优点(如
床层均温 性、传热性能优越等) 在一定程度上抑制床内气体与颗粒的混 合，改善气、固相的滞留时间分布 可借助流化介质的再分布，使大气泡变 小，降低扩散阻力，提高传质、传热速率。
固体颗粒可以参加化学反应 ：气化、燃烧 不参加化学反应，如气相化学反应中的固 体催化剂 参与多种物理过程 ： 热空气干燥粮食
流态化原理
1.4 散式流化与聚式流化
散式流化 以液体为流化介质的流化床，床层随流体 的增加平衡膨胀，床层中的固体颗粒彼此散开运 动，流化得很均匀。压力降与速度的关系接近理 想曲线，这种流化床叫做散式流化床或均匀流化 床。 聚式流化 以气体为流化介质的流化床，床层中的固 体颗粒不是单独存在的，而是许多颗粒以集团形 式团聚在一起。气体是以气泡形式通过床层，流 速较高时，固体颗粒运动猛烈，床层搅动得很厉 害，床的膨胀比小于散式流化，气体把颗粒带出， 形成一个稀相，这种流化床叫不均匀流化床，即 聚式流化。再生器及反应上部就是聚式流化。
1 气泡的形成与形状
气体通过分布器后，很快形成气泡，随着气泡的上升， 小气泡合并成大气泡，气泡直径扩大。初始生成的气泡 大小与分布器孔径和气速大小有关，孔径与气速大，则 生成的气泡就大。如图，气泡的形状是上半部呈半球形， 下半部凹入，这部分称作尾波区，约占球形体积的2030%，尾波区夹带有固体颗粒，气泡中基本不含固体颗 粒。 气泡向上运动的速度大于床层 平均速度，气泡越大上升速度越快 。实际上气泡形状是经常变化的， 以上所说的形状是理想状态。
• 它们是与流化状态有关的参数学者给出一个这样 计算公式：
2 umf 0.0078 dp p f
ut gdp 2 p f
/18uf
g / uf
dp 固体颗粒直径
p、 f 固体颗粒及气体密度，g / cm 2
g-重力加速度,981cm/s2 uf-气体的粘度,pa·s 鼓泡流化床 uf一般为0.6-1m/s 即60-100cm/s
u>ut
稀相输送（输送床）
生物流化床流态化原理和工艺
生物流化床流态化原理和工艺废水的生物流化床新工艺是继流化床技术在化工领域广泛应用之后发展起来的。
下面店铺为大家整理了生物流化床流态化原理和工艺，一起来看看吧。
⑴流化床载体流态化的原理当液体以很小的速度流经载体床层时，载体处于静止不动的状态，床层的高度也基本维持不变，这时的床层称固定床。
当流速增大到某一数值，此时压降的数值等于载体床层的浮重，流化床中的载体颗粒就由静止开始向上运动，床层也由固定状态开始膨胀。
如果流速继续增大，则床层进一步膨胀，直到载体颗粒之间互不接触，悬浮在流体中，这一状态称为初始流态化，如果再继续增大流速，载体颗粒床会进一步膨胀，但是压降却不再增加，此时对应的流速称为临界流化速度。
在生物流化床的设计中，临界流化速度是一个重要的校核参数，必须保证设计的流体上升流速大于临界流化速度。
由于载体颗粒的大小影响以及流化过程中气体的参与，会使流化状态的确定方法不同，临界流化速度要采用对应的计算方法或试验方法得到。
另外，当流化床底部进入污水而使床断面流速等于临界流化速度时，滤床开始松动，载体开始流化，当进水量不断增加而使床断面流速大于临界流化速度时，滤床高度不断增加，载体流化程度加大，当滤床内载体颗粒不再为床底所承托而为液体流动对载体产生的上托力所承托，即在载体的下沉力和流体的上托力平衡时，整个滤床内颗粒出现流化状态。
如果流速继续增加，使载体颗粒之间的空隙增大一定程度后，载体颗粒会随着水流从流化床中流出，此时的流体速度称为冲出速度。
在流化床的`操作应控制流体的流速介于临界流化速度和冲出速度之间。
载体床中的流体速度与载体间的孔隙率之间密切相关，二者之间的关系确定了膨胀的行为，这也是流化床工艺设计的关键。
⑵生物流床的工艺类型按照使载体流化的动力来源的不同，生物流化床一般可分为以液流为动力的两相流化床和以气流为动力的三相流化床两大类。
①两相生物流化床两相流化床是以液流为动力使载体流化，在反应器内只有作为污水的液相和作为载体上附着生物膜的固相相互接触。
流态化工程原理
流态化工程原理流态化工程原理是指通过控制流体的运动状态和物理特性来实现特定的工艺目标或应用需求的一种技术。
它在化工、石油、能源、环保等领域中广泛应用，为工业生产提供了重要的技术支持和创新方向。
流态化工程原理的基本概念是将固体颗粒悬浮于气体或液体介质中，通过调节流体的速度和流态化剂的添加来改变固体颗粒的运动状态。
在流态化状态下，固体颗粒的运动呈现出流体的特性，具有类似于液体的流动性和类似于气体的均匀性。
这种特性使得流态化工程成为一种高效的物料搬运和反应控制技术。
流态化工程原理的核心是流体的运动和相互作用。
在流态化过程中，流体中的颗粒受到气体或液体的作用力，呈现出不同的运动状态，如床层流动、颗粒间的碰撞和混合等。
这些运动状态对于实现特定的工艺目标至关重要，如颗粒的分离、搬运和反应等。
流态化工程原理的应用范围非常广泛。
在化工领域，流态化工程可以用于固体颗粒的分离、干燥、反应和催化等过程。
例如，在石化工业中，流态化工程可以用于催化剂的制备和石油的加工。
在环保领域，流态化工程可以用于废气和废水的处理和净化。
在能源领域，流态化工程可以用于燃煤和生物质的燃烧，以及核能的利用等。
流态化工程原理的核心是控制流体的运动和相互作用。
通过调节流体的速度和流态化剂的添加，可以改变固体颗粒的运动状态，从而实现特定的工艺目标。
流态化工程既有理论研究，又有实际应用。
在理论研究方面，流态化工程涉及流体力学、热力学和物质传递等多个学科的知识。
在实际应用方面，流态化工程需要考虑工艺流程、设备设计和操作控制等多个方面的问题。
流态化工程原理的研究和应用对于推动工业生产的发展具有重要意义。
它可以提高物料搬运和反应过程的效率，减少能源和原材料的消耗，降低环境污染和废物排放。
同时，流态化工程也为新材料的研发和应用提供了技术支持和创新思路。
通过研究流态化工程原理，我们可以更好地理解和掌握流体的运动规律和相互作用机制，为工业生产的可持续发展做出贡献。
粉体力学流态化课件
流化干燥技术
流化干燥技术是一种高效、节能的干燥技术，广泛应用于化工、制药、 食品等领域。
流化干燥技术利用流态化原理，将湿物料置于流化床上，通过热空气或 其它热源加热，使物料中的水分蒸发并带走热量，实现物料的干燥。
VS
传质特性
在流态化过程中，固体颗粒的运动和混合 促进了物质传递过程，提高了传质效率。
05
粉体流态化的影响因素
颗粒的物理性质
颗粒形状
颗粒的形状影响其与流体的相 互作用，进而影响流态化行为 。例如，球形颗粒具有最小的 流动阻力，而不规则形状颗粒 可能导致更高的流动阻力。
颗粒大小和粒度分布
颗粒的大小和粒度分布影响流 体的穿透能力和颗粒间的相互 作用，从而影响流态化效果。
流体压力
流体压力影响流体作用于颗粒的 力，从而影响流态化效果。较高 的流体压力可能导致更好的流态 化效果。
操作条件的影响
温度
温度影响流体的粘度和颗粒的物理性质，从而影响流态化 效果。在一定范围内，较高的温度可能导致更好的流态化 效果。
压力
压力影响流体的流动特性和颗粒的物理性质，从而影响流 态化效果。在一定范围内，较高的压力可能导致更好的流 态化效果。
安息角是粉体堆积形成的锥体坡面与水平面之间的夹 角，反映了粉体的松散性和稳定性。
摩擦角和安息角是评价粉体流动性的重要参数，对于 粉体的运输、装填、搅拌等工艺过程具有指导意义。
粉体的屈服值
屈服值是指粉体在受到压力时 开始发生形变所需的力值。
屈服值反映了粉体抵抗形变的 能力，是衡量粉体力学稳定性 的重要参数。
了解粉体的屈服值有助于优化 粉体加工工艺，防止粉体在加 工过程中发生形变或破坏。
流态化技术课件最新说课材料
采用流态化床焚烧技术，使垃圾在流动状态下进行燃烧，提高燃烧效率
和垃圾处理量。
其他领域中的流态化技术应用
1 2 3
食品加工
在谷物干燥、膨化食品生产等过程中，利用流态 化技术实现物料在流动状态下的均匀加热和干燥 。
冶金工业
在炼铁、炼钢等冶金过程中，利用流态化技术实 现矿石的还原和熔炼，提高冶金效率和产品质量 。
流态化技术发展历史
早期探索阶段
20世纪初，人们开始对流态化现象进 行探索和研究，主要应用于化工、冶 金等领域。
理论形成阶段
应用拓展阶段
20世纪70年代以来，流态化技术得到 了广泛应用，不仅应用于传统的化工 、冶金等领域，还拓展到环保、新能 源等领域。
20世纪50年代，随着流体力学、传热 传质等理论的不断发展，流态化技术 逐渐形成了较为完整的理论体系。
湍动床与快速床的转变
当流体速度进一步增加时，床层内的固体颗粒运动更加剧烈，形成湍动床；若流体速度继 续增加，固体颗粒将被流体夹带形成快速床。
03
流态化设备介绍
典型流态化设备结构特点
01
02
03
流化床反应器
具有均匀的流化状态，高 效的传热传质性能，适用 于气固相反应。
气流干燥器
利用高速气流将物料悬浮 并干燥，具有干燥效率高 、物料停留时间短等特点 。
04
流态化技术应用案例
化工生产中的流态化技术应用
催化裂化
在石油炼制过程中，利用流态化 技术实现催化剂与原料油的充分
接触，提高反应效率。
聚合反应
在合成橡胶、塑料等高分子材料 时，采用流态化床反应器，使反 应物料在流动状态下进行聚合，
提高产品质量和产量。
气固相反应
化工原理课件5.颗粒的沉降和流态化
ut
dP2(P )g 18
2 Re P
500，阿仑区
，ut
0.781
d
1.6 P
(
P
0.4
0.6
)
g
0.714
当dp ,500 ReP 2105，牛顿(Newton )定律区 ，
ut 1.74
dP (P )g
与u无关。
5. 颗粒的沉降和流态化
5.2.2 静止流体中颗粒的自由沉降
前提：P
一、沉降的加速阶段：设初始速度等于0。
在沉降过程中颗粒的受力如下：
Fb
1、体积力：重力场：Fg mg
离心力：Fg
其中：对于球形颗粒：m
mr2
1 d
2、浮力：重力场：Fb
m
p
6
g
3
p
p
离心力：Fb
m
p
r 2
3、曳力：FD
Ap
1 2
u 2
FD Fg
5. 颗粒的沉降和流态化
5.2.2 静止流体中颗粒的自由沉降
度，曳力减小。
5、非球形：曳力系数比同体积球形颗粒为大， ut减少。
返回
5. 颗粒的沉降和流态化
5.3 沉降分离设备
基础：颗粒在外力作用下产生沉降运动，具有两 相 p 为前提。悬浮颗粒的直径越大，两相的密 度差越大，使用沉降分离方法的效果就越好。
根据作用于颗粒上的外力不同，沉降分离设备 可分为重力沉降和离心沉降两大类。
二、沉降的等速阶段
u曳力项 ，du d
du
d
0, 此时恒定u
ut
球形颗粒：
du
d
(P )g P
3 4d P P
第六章 气固流态化基础
床内传热、传质效率较高，相间交换系数高；
Wen & Yu研究后发现:
1 s
3 mf
14
1 mf
2 s 3 mf
11
umf——起始流化速度（或最小流化速度/临界流化速度） （minimum fluidization velocity）
其余经验关联式参考《流态化工程原理》相关内容
3.颗粒性质对流化行为的影响
气 固 两 相 流 多 媒 体 课 件
（1）湍动流态化的形成 气体速度增加 气泡破裂速度 大于聚并速度 床层膨胀 床内气泡减小
湍动流态化
气泡边界模糊
（2）湍动流态化内的压力波动特征
鼓泡
流化床 湍动 流化床
气 泡 增 大 气 泡 减 小
u=0.061m/s
u=0.111m/s
速 度 增 加
u=0.224m/s u=0.479m/s u=0.599m/s u=0.738m/s
D类颗粒：通常为过粗颗粒，一般 粒径在600μm以上，流化时极易 产生大气泡或节涌，操作不稳定。
密 度 差
B A
D
C 平均粒径
4.气固流态化中各种流型特征
气 固 两 相 流 多 媒 体 课 件
u、ε增加
固 定 床
散 式 床
鼓 泡 床
节 涌 床 聚式流态化
湍 流 床
快 速 床
气 力 输 送
6.3 气固密相流化床 气 固 两 相 流 多 媒 体 课 件
2.床层压降与气体速度的关系、起始流化速度
气 固 两 相 流 多 媒 体 课 件
床层压降与气体速度的关系 由Ergun公式得到：
Байду номын сангаас
2024年度流态化工程原理PDF版PPT大纲
流态化技术也用于熔融还原过程，如铁浴熔融还 原等，以实现高效、环保的冶金生产。
挑战与问题
3
冶金行业流态化技术应用面临高温、高压、高粘 度等极端条件挑战，以及物料粘结、设备磨损等 问题。
2024/2/3
29
环保领域应用前景展望
废气处理
流态化技术在环保领域具有广阔应用前景，如用于废气处理中的 脱硫、脱硝等过程。
态化。
散式流态化特征
聚式流态化特征
颗粒均匀分散，床层膨 胀均匀，颗粒间相对运
动小。
8
颗粒聚集成团簇，床层 膨胀不均匀，颗粒间相
对运动大。
流态化基本方程与参数
01
02
03
04
流态化基本方程
描述流态化过程中颗粒受力与 运动关系的方程。
重要参数
包括颗粒密度、流体密度、操 作速度、床层空隙率等。
颗粒受力分析
2024/2/3
循环流化床反应器
通过气体循环使床内颗粒 保持快速流动状态，床层 温度均匀，适用于小颗粒 物料和高温、高压反应。
振动流化床反应器
通过振动使床层颗粒保持 流动状态，可强化传热、 传质过程，适用于易结块 、粘性物料。
13
流化床反应器设计原则与方法
设计原则
满足工艺要求，保证操作稳定、可靠；实现高效传热、传质；降低能耗，减少 环境污染。
颗粒团聚成因
颗粒间作用力导致颗粒聚集，影响流态化效果。
处理措施
优化颗粒形状和大小分布，减少颗粒间作用力；加入适量细粉或液体，改善颗粒 流动性；采用振动或搅拌等外部力场破坏团聚。
2024/2/3
24
堵塞现象预防与处理方法
2024/2/3
堵塞现象成因
化工原理第八章固体流态化
或
式中: u0 —ξ—= Cd分2 布阻板力小系孔数气（速当开孔率≤10 % 查图 6-12 P334）
为了增大△P干, 工业上常在开孔率一定下（0.4~1.4 %）, 采用小孔布 气
2. 内部构件: 3. 型式: 挡网、档板 4. 作用: ① 抑制气泡成长和产生大气泡（“腾涌流化”） 5. ② 减小返混程度 6. ③ 增强两相接触 7. 粒度分布: 8. 主要影响临界流化速度umf及操作弹性比ut /umf，床层膨胀比L /Lmf及床层压降△P 9. 因此: 工业中常用小直径且粒径分布较宽的颗粒进行流化作业，粉粒可在其中起“润滑”
, ut , dp表示事出颗粒最小粒 径
3. 操作范围: （ut/umf）—— 亦可称操作弹性 比对于微细颗粒: 当 Rep<1 时，
对于大颗粒: 当 Re>1000 时，ξ = 0.44
1-4. 流化过程的主要影响因素 1. 分布板结构形式（开孔率、孔径等）作用: ① 支承颗粒、防止漏料 ② 使气体均匀分布 ③ 分散气流，形成小气泡 要求: 分布板的干板压降足够大(≥3.5Kpa)以保障气体的均布(或△P干 / △P总≥10 %)
关系: 气体的放（吸）热 = 固体颗粒吸（放） 热
在微分床层高度dH内: 故:
即: 以
对H作图, 由斜率
G —— 质量流速 Kg/m2·s at —— 单位体积床层颗粒比表面
可求得α值
b.非定态法 假定: ① 任一时刻床层中气体温度等于其离开床层时温度（Tf离 = Tf1）
② 床层中任一时刻τ的颗粒温度Ts分布均匀，但随时间变化。 ③ 无热损失。（床层表面不散失热量）
第八章 固体流态化
第一节 流化（固体流态化）
第五节 流态化基本原理讲解
随着气速的增大，当气速达到ufp时，即进入快速床阶段， 此时，必须依靠提高固体颗粒的循环量才能维持床层密度
形成快速流化床的基本前提条件是：
①流化固体是细颗粒；
②气速超过固体颗粒的终端速度，ufp=3～4ut； ③有一定的循环量，以保证床层有一定的密度。
快速流化床的特点是：
①床层很均匀；
②采用气速高、处理量大；
不均一； ③催化剂在床层中剧烈搅动，造成催化剂颗粒和设备
磨损； ④在生产负荷太低的情况下，流化床操作难以平稳，
操作波动大
2019/7/5
石油加工工程
13
三：提升管中的气-固流动(垂直管中的稀相输送)
气-固输送可以根据密度不同而分为稀相输送和密相输送， 通常以100kg/m3为划分界限 在提升管中，气-固混合物的密度大约十几到几十千克每立 方米，因此属于稀相输送的范围
第五节 流态化基本原理
2019/7/5
石油加工工程
1
一：流态化的形成和转化
1．固定床、流化床及稀相输送
①当气速较小时，催化剂堆紧，为固定床阶段；
②当气速增达到一定程度以后，床层开始膨胀，为膨胀
床；
③当u=umf时，固体粒子被气流悬浮起来做不规则运动， 为流化床阶段；
④继续增大气速至u=ut，催化剂开始被气流带走，为稀 相输送阶段
2019/7/5
石油加工工程
Hale Waihona Puke 72．鼓泡床的一些基本现象
鼓泡床的固体颗粒不是以单个而是以集团进行运动的
鼓泡床的床层包括气泡相和颗粒相两部分
①气泡的形状
②气体返混和固体返混
图1
③气泡的形成
④气节和沟流
2019/7/5
石油加工工程
流态化原理与及应用
流 态
1.2、 气固流态化的形成
化 1.2.1 流态化过程
原
理
及
应
用
气力输送 Pneumatic Transport
ln Δp /ln H
（ ） （ ）
19:35:30
固定床 Fixed Bed
流化床 Fluidized Bed
umf
lnu
流 态
1.2、
气固流态化的形成
化 流态化形成的三个阶段：
往称这种全风帽式沸腾燃烧炉为“第一代沸腾炉”。
1975年，原西德鲁奇Lurgi)公司在第一代风幅式全沸腾炉
(也称鼓泡床燃烧炉)的燃烧装置中引入炉外分离装置，使
燃烧效率大大提高，这就是第二代沸腾炉一循环床沸腾
燃烧锅炉。设置的分离装置可较好地实现气、固分离，
使未燃尽的固体颗粒得以重新回到沪内燃烧．因而燃烧
流 态
1.2、 气固流态化的形成
化 1.2.3 流态床的基本结构
原 （1）风室
理
作用：就是使气体介质压力均匀稳定，实现气体介
南京化学工业公司采用流态化技术焙烧黄铁矿生产SO2 并制造H2SO4。
19:35:30
流
态 1.1.2 流态化的发展历史(续）
化
原 理
1957年：我国在辽宁葫芦岛采用流态化装置培烧精锌矿以生 产ZnO和SO2，获得成功。
及 50年代中期，采用新型的全沸腾风帽式流态化技术用于固
应 用
体煤颗粒的燃烧，获得良好的效果。在燃烧技术领域，往
化 1.2.2 流态化实现要素及特点
原 2、特点
理
主要优点
及
主要缺点
应 ① 气固接触比表面积大，物理 与化学过程速率高；
流态化工程原理
流态化工程原理介绍如下:流态化工程原理是指利用流态化技术进行的化学反应工程和化学工艺流程的研究。
流态化是固体颗粒在高速气流的振动作用下，呈现出类似于流体的状态，具有多孔、均匀、高效的特点。
以下是流态化工程原理的介绍。
一、流态化工程的基本原理流态化化学反应器是利用流态化技术进行化学反应的装置，其外形和固定床反应器相似。
流态床反应器依靠流化床内的气固两相混合来增加反应物质之间的接触次数，从而提高反应效率。
可以通过对流化床内的粒子尺寸、颗粒形状、气流速度等参数进行调节，实现对反应性能的优化和控制。
二、流态化工程的应用1.清洁能源领域。
流态化技术可用于生物质能的去除和提取，煤炭气化等领域，是一种清洁、高效的生产方式。
2.化学工业领域。
流态化系统可以广泛应用于化学反应、化学工艺、化学储能以及制药、农药等领域。
3.环保领域。
通过流态化技术，可以进行废物处理和节能减排，具有环保经济的双重优势。
三、流态化工程的特点1.动力学响应快。
流态化床反应器的反应介质在实际操作时，可以快速地达到热平衡和化学平衡，反应效果明显。
2.传质速率高。
在流态化床内，气体相和固体相交替运动，传质速度显著提高，有效缩短反应时间。
3.反应效率高。
随着颗粒粒径的减小，反应面积增大，从而使得反应剂互相接触的概率增加，反应速率提高。
4.易于操作和维护。
流态化床内无静止部位，床粉剧烈流动可减小床粉结块的发生，设备布局也比传统的反应器更加紧凑。
综上所述，流态化工程原理是一种有效的化学反应技术。
通过调整流化床内的气流速度、粒径分布、反应温度等参数，可以实现反应过程中多种反应物的混合，从而实现反应效果的快速优化和控制。
流态化速冻装置原理
流态化速冻装置原理下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by the editor. I hope that after you download them, they can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!流态化速冻装置原理是一种先进的冷冻技术，通过将食品迅速降温并固化，从而实现快速冷冻的效果。
化工原理伯努利方程
化工原理伯努利方程流体宏观运动机械能守恒原理的数学表达式。
1738年瑞士数学家D.伯努利在《水动力学──关于流体中力和运动的说明》中提出了这一方程。
它可由理想流体运动方程（即欧拉方程）在定态流动条件下沿流线积分得出；也可由热力学第一定律导出。
它是一维流动问题中的一个主要关系式，在分析不可压缩流体的定态流动时十分重要，常用于确定流动过程中速度和压力之间的相互关系。
方程的形式对于不可压缩的理想流体，密度不随压力而变化，可得：Pu2Zg+＝常数ρ2式中Z为距离基准面的高度;P为静压力;u为流体速度;ρ为流体密度;g为重力加速度。
方程中的每一项均为单位质量流体所具有的机械能，其单位为N·m/kg，式中左侧三项，依次称为位能项、静压能项和动能项。
方程表明三种能量可以相互转换，但总和不变。
当流体在水平管道中流动时Z不变，上式可简化为：u2P＝常数2ρ此式表述了流速与压力之间的关系:流速大处压力小,流速小处压力大。
对于单位重量流体,取管道的1、2两截面为基准,则方程的形式成为：2P1u12P2u2Z2Z1ρg2gρg2g式中每一项均为单位重量流体的能量，具有长度的因次，三项依次称为位头、静压头和动压头（速度头）。
对于可压缩理想流体，密度随压力而变化。
若这一变化是可逆等温过程，则方程可写成下式：2u12u2PPgZ1gZ21ln222ρ1P1若为可逆绝热过程，方程可写为：2u12u2PPgZ1gZ21ln222ρ1P1式中为定压比热容Cp和定容比热容Cv之比，即比热容比，也称为绝热指数。
对于粘性流体，流动截面上存在着速度分布，如用平均流速u表达动能项，应对其乘以动能校正系数dο。
此外,还需考虑因粘性引起的流动阻力,即造成单位质量流体的机械能损失hf，若在流体流动过程中，单位质量流体又接受了流体输送机械所做的功W，在这些条件下,若取处于均匀流段的两截面1和2为基准，则方程可扩充为：值可由速度分布计算而得,流体在圆管内作层流流动时=2；作湍流流动时，≈1.06。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 两相密度差小的 系统趋向散式流 化，大部分液固流化属于散式 流化
• 气-固流化系统 多属于聚式流化
自由沉降 • 自由沉降：是指单个颗粒在流体中的沉降过程。
干扰沉降
• 干扰沉降：若颗粒数量较多，相互间距离较近，则颗 粒沉降时相互间会干扰。
流态化技术的应用
流态化技术在强化某些单元操作和反 应过程以及开发新工艺方面，起着重 要作用，广泛应用于化学、石油、冶 金、原子能等工业的焙烧、干燥、吸 附、气化、催化反应和催化裂化等许 多过程中。
颗粒输送阶段 • u>ut
散式流化
• 流化床内固体颗 粒均匀分布在流 动流体中，并在 各个方向上作随 机运动，床层中 各部分密度几乎 相等，床层上界 面平稳而清晰， 这种现象被称为 散式流化。
聚式流化
特性
• 聚式流化也称鼓 泡流化，是床层 中出现组成不同 的两个相，即含 固体颗粒甚少的 不连续气泡相， 以及含固体颗粒 较多、分布较均 匀的连续乳化相， 乳化相内的液固 运动状况和空隙 率接近初始流化 状态
固定床阶段 流化床阶段
• u<ut • 颗粒基本静止不动
• 当流体速度增大到一定程度后，颗粒松动、 调整，床层膨胀，处于起始或临界流化态。 如果流体的流升高到使全部颗粒刚好悬浮 于向上流动的流体中而能做随机运动，此 时流体与颗粒之间的摩擦阻力恰好与其净 重力相平衡。此后，床层高度L将随流速 提高而升高，这种床层成为流化床。
流态化基本原理
流化态现象
三种情况
• 固定床阶 段
• 流化床阶 段
• 颗粒输送 阶段
两种形式
• 散式流化 •• 实际状态
两种不正常现象
• 腾涌 • 沟流
流态化
流态化一般指固体流态化，简称流化，它是利用流动流体的 作用，将固体颗粒群悬浮起来，从而使固体颗粒具有某些流 体表观特征，利用这种流体与固体间的接触方式实现生产过 程的操作，称为流态化技术，属于粉体工程的研究范畴。
特征：是气体通过床层时形成短路，如图
所示。
产生原因：主要与颗粒特性和气体分布板
的结构有关。比如：颗粒的粒度很细（粒 径小于40μm）、密度大且气速很低时；潮 湿的物料和易于粘结的物料；气体分布板 设计不好，布气不均，如孔太少或各个风 帽阻力大小差别较大。
影响:沟流现象发生时，大部分气体没有与
固体颗粒很好接触就通过了床层，这在催 化反应时会引起催化反应的转化率降低。 由于部分颗粒没有流化或流化不好，造成 床层温度不均匀，从而引起催化剂的烧结， 降低催化剂的寿命和效率。 处理方法：应对物料预先进行干燥并适当 加大气速，另外分布板的合理设计也是十 分重要的。还应注意风帽的制造、加工和 安装，以免通过风帽的流体阻力相差过大 而造成布气不均。
（a）图所示的贯穿沟流和（b）图所示的局部沟流。
Thank U very much！