流化床颗粒的分类及其流化特性(6)
流化床
流态化：固体流态化的简称，即依靠流体流动的作用使固体颗粒悬浮于流体中一起流动的过程。
孔隙率：燃料和床料或物料堆积时，其粒子间空隙所占的体积份额为堆积空隙率。
理想流态化特点：①有确定的临界流态化点和临界流态化速度Umf，当流速达Umf以后，整个颗粒床层开始流化；②流态化床层压降为一常数；③具有一个平稳的流态化床层上界面；④流态化床层的空隙率在任何流速下，都具有一个代表性的均匀值，不因床层的位置和操作时间而变化，但随流速的变大而变大。
·流态化过程特点：①轻小的物料颗粒容易浮起；②当容器倾斜时，流态化床层的上界面仍保持相对水平状态；③气、固两相流体(运动着的固体粒子群也属于流体)容易变形、流动，没有固定的形状。
如在容器侧部开口，固体颗粒很容易自孔口流出；④两个流态化容器并联相通时，两容器的上界面维持相同的高度·沟流；又称穿孔现象，指料层不均匀或气体介质分布不均匀时，在容器内固定床向流化床转化的初始阶段，气流可能从阻力较小的“沟道”处通过，形成气流短路的现象·腾涌：当床层内气泡汇合到大小接近床截面时，床内料层可能会分成几段，形成气塞，像活塞似地运动。
当大气泡破裂时，大颗粒下落，细小的物料可能会被气流带走，这种现象就是腾涌，也叫节涌。
·分层：当床内物料筛分范围较宽，组颗粒和细颗粒较多，中间大小的颗粒较少时，在气流作用下，细小物科颗粒被收到床层上部，粗大颗粒沉积在下部，形成物料的分层现象。
·流化速度：流化速度是指床料或物料流化时动力流体的速度。
·临界流化速度：临界流化速度就是床料开始流化时的动力流体流速。
·颗粒分布；A类颗粒,粒度较细，一般为20～90μm.B类颗粒,具有中等粒度，粒度范围为90～650μmC类颗粒,粒度很细，一般均小于20μmD类颗粒,这类颗粒通常有较大的粒度和密度·循环倍率：物料循环倍率因炉型、系统以及研究方法的不同，有不同的定义。
流化床分类
流化床分类
流化床是指将固体颗粒进行气流悬浮并与其进行直接接触，从而实现物质的传递、反应、分散、干燥等技术的一种设备。
根据固体床的性质和技术特点，流化床可以分为以下几类：
1. 圆柱形流化床：圆柱形流化床是最基本的流化床类型，其特点是操作简单、结构紧凑、热传递效率高。
但由于不利于粒子的混合和流动，且难以有效控制物料流动，因此应用相对较少。
2. 管式流化床：管式流化床是沿管道轴线安装流化床，可实现物料连续输送和处理，对特定设备要求高，主要用于化工、石油、冶金等行业。
3. 高速流化床：高速流化床是建立在气流速度高于圆柱形流化床的基础上的，其优点是传质过程快、质量流量大、操作稳定，广泛应用于冶金、化工、环保等领域。
4. 过滤流化床：过滤流化床主要用于分离、过滤、纯化固液体系，其通过基于液固分离原理的流化技术实现物料的分离，并可进行固液分离、液体回收、溶解氧振荡等处理。
5. 旋转流化床：旋转流化床是利用圆锥形容器内的环形气体流对物料进行混合、干燥、冷却等处理的技术，具有除湿、分离等独特的处理效能。
6. 多级流化床：多级流化床将多个圆柱形流化床串联起来，以实现连续、自动化的生产过程，是工业生产领域中具有高效率、低排放的处理技术。
流化床颗粒的分类及其流化特性
流化床颗粒的分类及其流化特性：1973年Geldart根据多年对颗粒大小对流化床流化特性的研究，将颗粒的流化特性与颗粒平均径的关係分成A、B、C和D四大类，并将它们表绘在以dp为横坐标，以固体密度ρp与流化气体密度ρg的差（ρp –ρg）为纵坐标的图上（参见下面的Geldart颗粒分类图）。
以便供根据物理或反应过程的特性对流化特性的要求，以选用适合于自己工业化的特点的颗粒粒径及分布。
A类颗粒了（充气流化特性）：A类颗粒的特点是颗粒的平均尺寸较小，颗粒的密度较低。
由图可知，A类颗粒一般颗粒的平均粒径＜100微米，颗粒密度小于1400kg/m3，这类颗粒由于凝聚性较小，因此颗粒间充气性好，床层膨胀比（R≡床层流化时的高度Hf/床层静止时的高度H0）大，当床层气速达到起始流化速度时，床内还不会产生气泡（即床层的起始鼓泡速度大于起始流化速度），当气速进一步增加时，床内虽产生了气泡，但气泡较小，气泡的聚併、分裂速度也快。
所以，这类颗粒应该说是流化特性较好的一类颗粒。
（说明：起始流化速度umf即是流化床开始流化时的最小速度。
起始鼓泡速度umb即是流化床内出现笫一个气泡时的气体速度。
）在工业上使用时应尽可能选用这类颗粒。
在石化行业中的催化裂化装置上首先被使用，在这个行业中，催化剂中必须含有一定量的小颗粒，小于44微米被称为关键组分。
这类颗粒以后在丙烯氨氧化制丙烯腈等流化床中也得到了应用。
B类颗粒（沙状流化特性）：由图可知，B类颗粒一般颗粒的平均粒径＜40微米＜500微米，颗粒密度＜1400kg/m3＜4000kg/m3。
这类颗粒在气速达到或稍高于颗粒的起始流化速度时，床內就出现了气泡，床层膨胀比R较A类颗粒小，气泡聚併现象严重，气泡直径也迅速变大，且气泡随床高而变大，当气泡达到床层表面时破裂，从而影响了流化质量，影响了床层与传热面间的传热和相间的传质。
这类颗粒在工业上应用也较多，如醋酸乙烯、农药百菌清和苯酐行业都有使用。
流化床原理及特点
循环流化床锅炉是近十几年发展起来的一项高效、低污染清洁燃烧技术。
具有燃烧效率高、煤种适应性广、烟气中有害气体排放浓度低、负荷调节范围大、灰渣可综合利用等优点。
循环流化床锅炉工作原理：固体粒子经与气体或液体接触而转变为类似流体状态的过程，称为流化过程。
流化过程用于燃料燃烧，即为流化燃烧，其炉子称为流化床锅炉。
循环流化床锅炉是在鼓泡流化床锅炉技术的基础上发展起来的新炉型，它与鼓泡床锅炉的最大区别在于炉内流化风速较高（一般为4～8m/s），在炉膛出口加装了气固物料分离器。
被烟气携带排出炉膛的细小固体颗粒，经分离器分离后，再送回炉内循环燃烧。
循环流化床锅炉可分为两个部分：第一部分由炉膛（快速流化床）、气固物料分离器、固体物料再循环设备和外置热交换器（有些循环流化床锅炉没有该设备）等组成，上述部件形成了一个固体物料循环回路。
第二部分为对流烟道，布置有过热器、再热器、省煤器和空气预热器等，与其它常规锅炉相近。
循环流化床锅炉燃烧所需的一次风和二次风分别从炉膛的底部和侧墙送入，燃料的燃烧主要在炉膛中完成，炉膛四周布置有水冷壁用于吸收燃烧所产生的部分热量。
由气流带出炉膛的固体物料在气固分离装置中被收集并通过返料装置送回炉膛。
循环流化床燃烧锅炉的基本技术特点：(1)低温的动力控制燃烧循环流化床燃烧是一种在炉内使高速运动的烟气与其所携带的湍流扰动极强的固体颗粒密切接触，并具有大量颗粒返混的流态化燃烧反应过程；同时，在炉外将绝大部分高温的固体颗粒捕集，并将它们送回炉内再次参与燃烧过程,反复循环地组织燃烧。
显然，燃料在炉膛内燃烧的时间延长了。
在这种燃烧方式下，炉内温度水平因受脱硫最佳温度限制，一般850℃左右。
这样的温度远低于普通煤粉炉中的温度水平，并低于一般煤的灰熔点，这就免去了灰熔化带来的种种烦恼。
这种“低温燃烧”方式好处甚多，炉内结渣及碱金属析出均比煤粉炉中要改善很多，对灰特性的敏感性减低，也无须很大空间去使高温灰冷却下来，氮氧化物生成量低，可于炉内组织廉价而高效的脱硫工艺，等等。
流化床的基本原理
二、流态化技术的优缺点
1、优点 ① 易于连续化和自动控制。 ② 相际混合均匀，温度均匀。 ③ 相际之间接触面大，传质、传热速率大、效果好，可
强化化学反应过程。 2、 缺点 ① 气体流动情况十分复杂。
② 颗粒在反应器内停留时间不均。 ③ 固体颗粒在气流作用下易粉碎，粉末易被气流夹带。 ④ 一些高温过程，微粒易于聚集和烧结（有时不得不降 温，从而降低反应速度）。
因此，在流化床的范围内，每一个表观气速u对应一个空隙率， 表观气速越大，空隙率也越大。只要颗粒悬浮状态，表明流体 通过空隙时的实际速度u1不变，始终为颗粒的ut 。
（2）流化床
需要特别指出的是，流化床原则上应有一个明 显的上界面。在此界面之下的颗粒，u1=ut 。
假设某个悬浮的颗粒由于某种原因离开了床层 而进入界面以上的空间，在该空间中（ε=1.0） 该颗粒的表观速度u即为其真实速度u1 u=u1＜ut 故颗粒必然回落到界面上。
气泡相
5.3.5
Geldart 颗粒分类
1、 C组颗粒 2、A组颗粒
3、B组颗粒
4、D组颗粒
5.4 流化态技术的应用
一、流态化技术在工业中的应用
1、化学反应过程
①湿法冶金中：流态化浸出和洗涤、流态化离子交换 ②火法冶金：沸腾焙烧（ZnS精矿）沸腾氯化（钛铁 矿精矿）
2、 物理过程： ①颗粒分级 ②流态化洗涤 ③流态化干燥（喷雾干燥） ④物料输送：最典型的是颗粒物料的气力输送
up 0
umax u1,max ut
umax为维持固定床状态的最大表观 气速。
起始流化速度：umf=umax 如果是均一的颗粒，其ut 可以计算出
umf ut fixedbed
u
流化床是什么及其特性
流化床就是将大量固体颗粒悬浮于运动的流体之中，从而使颗粒具有流体的某些表观特征，这种流固接触状态称为固体流态化。
充分流态化的床层表现出类似于液体的性质。
当流体通过床层的速度逐渐提高到某值时，颗粒出现松动，颗粒间空隙增大，床层体积出现膨胀。
如果再进一步提高流体速度，床层将不能维持固定状态。
此时，颗粒全部悬浮于流体中，显示出相当不规则的运动。
随着流速的提高，颗粒的运动愈加剧烈，床层的膨胀也随之增大，但是颗粒仍逗留在床层内而不被流体带出。
床层的这种状态和液体相似称为流化床。
其中，流化床的种类有：最小流化床，鼓泡流化床，腾涌流化床。
那么流化床有哪些特性呢？充分流态化的床层表现出类似于液体的性质。
密度比床层平均密度小的流体可以悬浮在床面上；床面保持水平；床层服从流体静力学关系，即高度差为的两截面的压差；颗粒具有与液体类似的流动性，可以从器壁的小孔喷出；两个联通的流化床能自行调整床层上表面使之在同一水平面上。
上述性质使得流化床内颗粒物料的加工可以像流体一样连续进出料，并且由于颗粒充分混合，床层温度、浓度均匀使床层具有独特的优点得以广泛的应用。
谈到流化床性质的运用，这里以干燥技术角度阐述，循环流化床干燥技术是将待干燥物质通过加料器加入流化床床体，从设备容器下方通入预热空气或者各种锅炉废气，使流化床内的物料颗粒被吹起呈沸腾状态悬浮粉碎。
同时在流化床上部出口，将已干燥物料收集起来。
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可实现连续或间歇操作。
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流化床
•不适用于要求转化率高的场合和要求催化剂床层 有温度分布场合
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三、流化床反应器的类型结构及特点
按固体颗粒是否在系统循环内 按床层的外型
①单器流化床 ②双器流化床
按反应器内层数的多少
①圆筒形 ②圆锥型 反应器 类型
按床层中是否置有内部构件
①单层 • ②多层
•
①自由床 ②限制床
•
●流化床反应器的结构
流化床反应器由壳体、气体分布装置、内部构件、换热装置、气固分离装置等组成。
1
2
反应物以气泡形 式通过床层，减 少了气固相之间 的接触机会，降 低了反应转化率。
缺点
床层内的复杂 流体学、传递 现象，使过程 处于非常条件 下，难以揭示 其统一的规律。 催化剂粉化，大 量细粒催化剂的 带出，造成催化 剂流失
4
3
四、流化床技术的应用
•流化床反应器适用于热效应大的反应 •要求有均一的催化温度并需要精确控制温度的反 应 •催化剂使用寿命短及有爆炸危险的场合
气固分离装 置
气体离开床层时总要夹带部分细小的催化剂颗粒，气 固分离装置的作用是回收这部分细粒使其返回床层。 常用的气固分离装置有内过滤器和风分离器两种
流化床反应器主体
1 流化床反应器形式一
有固体物料连续进料和出料装置，用于固相加工过程或催 化剂迅速失活的流体相加工过程。例如催化裂化过程，催 化剂在几分钟内即显著失活，须用上述装置不断予以分离 后进行再生。
流化床中常见的异常现象
● 大气泡和腾涌
☞ 危害：影响产品的收率和质量；增加了固体颗粒 ☞ 定义：聚式流化床中，气泡上升途 的机械磨损和带出；降低催化剂的使用寿命；床内 中增至很大甚至于接近床径，使床层被 构件易磨损。 分成数段呈活塞状向上运动，料层达到 ☞ 造成原因：L/D较大；U较大 一定高度后突然崩裂，颗粒雨淋而下， ☞ 消除方法：床内设内部构件；降低U 这种现象称为大气泡和腾涌。
流化床特征
流化床特征
流化床技术是一种广泛应用于化工、制药、食品等行业的高效反应器。
其特点在于将固体颗粒床浸泡在气体或液体中，流化床内的颗粒不断地运动和混合，使反应物质与催化剂之间的接触面积增大，反应速度加快。
流化床特征主要包括以下几点：
1. 气体或液体均匀分布：在流化床中，气体或液体会通过床层，并使颗粒呈现出流动状态，使其均匀分布。
2. 颗粒运动状态稳定：流化床内的颗粒因气体或液体的作用，呈现出流动状态，流化床内颗粒的运动状态更加稳定。
3. 传质效率高：在流化床内，颗粒之间的接触面积较大，使得反应物质更易于与催化剂之间发生反应，传质效率更高。
4. 温度均匀：流化床内气体或液体的运动状态使得温度分布更加均匀，减少了局部过热或过冷的可能性。
5. 抗堵塞能力强：由于流化床内颗粒运动状态稳定，不易出现堵塞的情况，使其具有很强的抗堵塞能力。
总之，流化床技术由于其高效能、高传质效率、温度均匀、抗堵塞能力强等特点，成为化工、制药、食品等行业的重要反应器。
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流化床基础知识
1、流动特性
把气-固相流化床分成密相或乳相和气泡相的模型称为流态化的两相模型。气泡的顶部成球形，底部则向里凹，气泡底部压力较附近略低，以致吸入部分颗粒，形成局部涡流，此区域称为尾涡。随着气泡的上升，部分被卷入的气体带着气泡中的气体由气泡顶部通过气泡边界层渗入乳相，在气泡周围向下运动的颗粒又借摩擦力将这部分气体向下带入尾涡，形成循环运动。气泡周围为循环气体所渗透的区域叫气泡晕。气泡上升时，相邻的小气泡凝聚成大气泡，气泡周围的气
大于厚度，但厚度至少要为平均直径的25~30倍。
流化床内气-固浓相界面以上的区域称为自由空域。由于气泡逸出床面时的弹射和夹带作用，一些颗粒会离开浓相床层进入自由空域。一部分自由空域内的颗粒在重力作用下返回浓相床，而另一部分较细小的颗粒则最终被气流带出流化床。
在气流的作用下，多粒级组成的颗粒物料由于各自的终端速度的差异而分级的现象称为扬析，不同终端速度的颗粒一次被气流带出床层进入流化床上方的自由空域。夹带是流化床中气泡在上升过程中逐渐长大而不稳定，到达床层表面时气泡破裂，其中所夹带的颗粒被喷入自由空域。在一定的气速下，能被扬析带出的颗粒尺寸和通量是一定的，颗粒的粒度不同使自由空域中固体浓度沿高度成递降分布。
气体作流化介质时，会出现两种情况，对于较大和较重的颗粒如B 类（100~600μm）和D类（≥600μm）颗粒，当表观气速(表观气速是以扣除了换热元件、挡板等构件并且不包含装载的固体的有效空截面积及操作状态下的气体体积流量计算的气速)超过临界流化或起始流化速度，多余的气体并不进入颗粒群去增加颗粒间的距离，而形成气泡通过称为鼓泡流化床的床层，此时为聚式流态化。对于较小和较轻的A类颗粒，当表观气速刚超过临界流化速度的一般操作范围内，多余的气体仍进入颗粒群使之均匀膨胀而形成散式流态化，但进一步提高表观气速将生成气泡而形成聚式流态化，这种情况下产生气泡的相应表观气速称为起始鼓泡速度，超过的多余气体的绝大部分以气泡的形式通过床层，但所形成的气泡一般远比B 类和D类颗粒形成的聚式流化床小，即细颗粒的流化质量比粗颗粒的流化质量高。
流化床解析
流化床技术浅解一、何为流化床？二、流化床现象；三、气固相流化床的特性1、流化床的返混2、沟流和节涌四、流化床的水力学特性1、流化床的压力降2、流化起始速度3、带走速度4、操作气流速度五、流化床的反应器结构六、乙烯聚合的流化床及流化床料位控制一、将固体颗粒均匀地堆在有开孔底地容器内，形成一床层，若流体自上而下通过，颗粒并不运动。
此种床层称为固定床，如流体自下而上通过床层，低流速时，情况与固定床无异，流速加大则颗粒活动使床层膨胀，流速进一步加大时，颗粒会彼此离开而在流体中活动，流速愈大，则活动愈剧烈，并在床层内各处方向运动。
最后一种情况称为固体流化态，流化态后颗粒床层称为流化床。
有许多化工过程要在固体与流体所构成的体系中进行传热、传质和化学反应。
在流化床中，流态化了地颗粒表面则全部爆露于湍动剧烈的流体之中，从而得到更充分的利用。
绝热的混合作用使床层趋于一致。
避免了固定床中出现的温度梯度和局部过热现象，提高了平均操作温度。
流态化操作的缺点使动力消耗大，设备磨损大，颗粒易碎，均混使得出口处作为产品的物料夹杂了所加入的原料。
二、流化现象当流体通过颗粒物料层时，随着流体速度的不同，会出现不同的现象。
流体从设备下方流入，通过分布板而进入颗粒物料层。
流速低时，颗粒层中的颗粒静止不动，流体从颗粒间的缝隙通过。
此时，属固定床状态。
随流速增加，在固定层范围内，床层的空袭率不变，床高不变。
如果流体的流速继续升高至某一数值时，床层中颗粒开始运动，空隙率增大，可以看到一些颗粒在某些不位振动或游动，此种状态称为膨胀层，其床高于固定床。
若流速再增加，则床层内全部颗粒全处于运动状态，颗粒与流体间的摩擦力与其重量相平衡，颗粒间的挤压力抵消，全部颗粒悬浮与流体之中。
此时的床层称为临界流化床。
相应的床层空隙率称为临界床层空隙率εmf。
对于流化床讲，这是最小的空隙率。
达到临界状态的流体速度叫做起流速度U mf，称临界流化速度，也可教最小流化速度。
流化床特征
流化床特征流化床是一种常用的化工装置，具有独特的特征和应用。
本文将从流化床的原理、应用领域以及优缺点等方面进行详细介绍。
一、流化床的原理流化床是利用气体或液体通过颗粒床层时产生的浮力将颗粒物料悬浮起来的一种装置。
在流化床中，颗粒物料与气体或液体之间形成了一种流态，呈现出液体般的流动特性，这也是流化床的特点之一。
在流化床中，气体或液体通过床层时会产生压力和速度的变化，从而使床层呈现出不同的状态。
当气体或液体流速较小时，床层中的颗粒物料会堆积在一起形成固体床；当流速逐渐增大时，床层中的颗粒物料开始悬浮并形成流态床；当流速进一步增大时，床层中的颗粒物料会被气体或液体带走而形成喷射床。
这种由固态到流态的转变过程就是流化床的原理。
二、流化床的应用领域流化床具有广泛的应用领域，主要包括以下几个方面：1. 化工领域：流化床可以用于催化反应、吸附分离、干燥等化工过程。
由于流化床具有较大的传质和传热特性，可以提高反应速率和产品质量。
2. 石油炼制：流化床可以用于催化裂化、催化重整等石油炼制过程。
由于流化床具有较好的固体混合性和热传导性，可以提高反应效率和产物收率。
3. 燃烧领域：流化床可以用于煤炭、生物质等固体燃料的燃烧。
由于流化床具有较高的燃烧效率和低排放特性，可以减少环境污染。
4. 粉体工程：流化床可以用于粉体干燥、颗粒物料的包覆等粉体工程过程。
由于流化床具有较好的颗粒流动性和均匀性，可以提高产品的质量和工艺的稳定性。
三、流化床的优缺点流化床作为一种特殊的化工装置，具有以下优点：1. 可调性强：流化床可以通过调节气体或液体的流速、温度等参数来控制床层的状态，从而适应不同的工艺要求。
2. 传质传热效果好：由于流化床中颗粒物料与气体或液体之间的接触面积大，传质传热效果较好，可以提高反应速率和产品质量。
3. 可连续运行：流化床可以实现连续生产，不需要停机换料，提高了生产效率。
然而，流化床也存在一些缺点：1. 选材要求高：由于流化床中颗粒物料与气体或液体之间的摩擦作用较大，对床层材料的选择有一定要求。
流化床基础知识
辅助教材（二）循环流化床专题知识锅炉设备及运行目录第一讲:循环流化床锅炉及其优缺点 (3)第二讲：CFB的空气和烟气量 (7)第三讲CFB的热损失 (8)第四讲炉膛及传热 (9)第五讲床温 (10)第六讲床压 (11)第七讲给煤系统 (11)第八讲风系统 (12)第九讲石灰石系统 (13)第十讲渣系统 (14)第十一讲炉内耐火、耐磨和保温材料 (15)第十二讲锅炉的启动、运行及停运 (16)第一讲：循环流化床锅炉及其优缺点一.流化床锅炉(CFB）1.流化：(1）颗粒分类：C类颗粒：颗粒的粒度很细,一般d＜20μm，颗粒间互相作用力很大，属难以流化的颗粒。
因此气流通过此床层时，往往会出现沟流现象。
A类颗粒：颗粒的粒度较细,d = 20～90μm，如化工流化床常用的催化裂化剂，这类颗粒通常很容易流化，并且从开始流化到开始形成气泡之间一段很宽的气速范围内，床层能均匀散式膨胀(粒子均为分散）。
B类颗粒:中等颗粒，d =90～650μm，具有良好的流化性能,此种颗粒在流化速度达到临界流速时即发生鼓泡现象,循环流化床锅炉启动时常用的沙子就属于此类颗粒。
D类颗粒：这种颗粒具有较大的粒度和密度，颗粒的范围较大,属于宽筛分,大部分燃煤流化床锅炉的炉内颗粒属于此类。
（ABC类均属窄筛分）。
（2）流态化：当流体向上流过具有一定粒径的颗粒床层时，床层的运动状态随流体的流速的变化而改变:①当流体的流速较低时,颗粒静止不动，流体只能从颗粒之间的缝隙中通过，所有颗粒互相接触,并座落在布风板上，这就是固定床;②当流体的流速增加到某一速度后，所有颗粒不再由布风板支持，而全部由流体的摩擦力承托.对单个颗粒而言，它不再依靠与其相邻的颗粒接触而维持它的空间位置，相反在失去了机械支撑后，每个颗粒可以在床层中自由运动.就整个床层而言，无数个自由运动的颗粒组成的床层具有了许多类似流体的性质，这种状态称为流态化。
（3）临界流化速度：颗粒床层从静止状态变成流态化时的最小速度。
流化床制粒参数
流化床制粒参数全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：流化床制粒是一种常用的颗粒制备技术，通过在流化床反应器中将颗粒原料与细胶粘剂混合，并在高速气流的作用下实现颗粒的制备过程。
在流化床制粒过程中，一系列参数的控制对于颗粒的物理性质和质量起着至关重要的作用。
流化床制粒的料液比是一个非常重要的参数。
料液比指的是颗粒原料与胶粘剂的配比比例，合适的料液比能够保证颗粒的形状和均匀度，提高颗粒的质量。
通常来说，料液比过高容易导致颗粒不易干燥，料液比过低则会导致颗粒过硬，影响颗粒的流动性。
流化床制粒的进气流速也是一个关键的参数。
进气流速直接影响了颗粒在流化床反应器中的运动状态，过大的进气流速会导致颗粒被吹散而无法凝结成形，过小的进气流速则会导致颗粒不易干燥。
选择合适的进气流速是确保颗粒质量的重要保障。
流化床制粒的颗粒形状和大小也是需要重点关注的参数。
颗粒的形状和大小直接影响了颗粒的外观和性能，通常来说，流化床制粒制备的颗粒形状为球形或者近似球形，颗粒大小则可以通过控制颗粒原料的粒径和胶粘剂的粘度来进行调节。
流化床制粒的干燥温度和时间也是制备过程中需要重点注意的参数。
干燥温度和时间直接影响了颗粒的水分含量和干燥效果，一般来说，较高的干燥温度和较短的干燥时间能够实现更快速的干燥效果，但也容易导致颗粒表面硬化，影响颗粒的口感和溶解性。
流化床制粒是一种非常有效的颗粒制备技术，通过合理地控制和调节相关参数，可以实现高质量颗粒的制备。
在实际应用中，制备过程中的各项参数都需要仔细的斟酌和调整，以确保最终得到符合要求的颗粒产品。
【字数：441】第二篇示例：流化床制粒技术是一种常用的湿法制粒方法，其基本原理是利用气体流化状态下的床层，通过气固两相流动形成的湍动和受力作用，将粉末状物料进行均匀湿化、团聚和成球，从而得到理想的颗粒产品。
在流化床制粒过程中，不仅要根据物料的性质和制粒需求选择合适的流化床设备、添加剂和操作参数，还需要严格控制制粒过程中的各项参数，以确保最终产品的质量和产量。
实验4 流化床基本特性的测定
实验四流化床基本特性的测定流化床反应器是一种利用气体或液体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态，并使固体颗粒具有某些流体特征的一种床型，它是流态化现象的具体应用，已在化工、能源、冶金、轻工、环保、核工业等部门得到广泛应用。
化工领域中，加氢、烯烃氧化、丙烯氨氧化、费-托合成及石油的催化裂化等均采用了该技术。
因此，它是极为重要的一种操作过程。
流化床反应器的重要特征是细颗粒催化剂在上升气流作用下作悬浮运动，固体颗粒剧烈地上下翻动。
这种运动形式使床层内流体与颗粒充分搅动混和、物料连续、结构紧凑、传质速度快、传热效率高、床层温度分布均匀，避免了固定床反应器中的热点现象，但操作中会造成固体磨损、床层粒子返混严重、反应中转化率不高等现象。
一、实验目的1．通过冷模观察聚式和散式流态化的实验现象，建立起对流态化过程的感性认识。
2．了解流化床的压降分布原理，通过冷模测定流化床的特定曲线。
3．通过冷模观察得到临界流化速度和带出速度，并计算出费劳德数Fr、膨胀比和流化数。
4．掌握流化床液体停留时间分布的测定方法及实验结果分析。
二、实验原理1．流化现象流体从床层下方流入，通过图1中虚线所示的分布板而进入颗粒物料层时，随着流体流速u0的不同，会出现不同的流化现象（图1）。
(a)(b)(c)(d)(e)固定床临界流态化散式流态化聚式流态化稀相流态化图1 流化现象（1）固定床阶段流体流速较低时，固体颗粒静止不动，即未发生流化，床层属于固定床阶段（图1（a）），阻力随流体流速增大而增大。
（2）临界流化阶段流体流速继续增大，颗粒在流体中的浮力接近或等于颗粒所受重力及其在床层中的摩擦力时，颗粒开始松动悬浮，床层体积开始膨胀，当流速继续增大，几乎所有的粒子都会悬浮在床层空间，床层属于初始流化或临界流化阶段（图1（b））。
此时的流速称为临界流化速度或最小流化速度u mf。
（3）流化阶段对于液固流化床，当液速u f>u mf时，由于液体与固体粒子的密度相差不大，此种床层从开始膨胀直到气力输送，床内颗粒的扰动程度是平缓的加大的，床层的上界面较为清晰，即床层膨胀均匀且波动较小，床层属于散式流化阶段（图1（c））。
流化床简介
循环流化床流化床反应器的优点流化床内的固体粒子像流体一样运动，由于流态化的特殊运动形式，使这种反应器具有如下优点：1、由于可采用细粉颗粒，并在悬浮状态下与流体接触，流固相界面积大（可高达3280~16400m²/m³），有利于非均相反应的进行，提高了催化剂的利用率。
2、由于颗粒在床内混合激烈，使颗粒在全床内的温度和浓度均匀一致，床层与内浸换热表面间的传热系数很高[200～400W/（m²•K）]，全床热容量大，热稳定性高，这些都有利于强放热反应的等温操作。
这是许多工艺过程的反应装置选择流化床的重要原因之一。
3、流化床内的颗粒群有类似流体的性质，可以大量地从装置中移出、引入，并可以在两个流化床之间大量循环。
这使得一些反应—再生、吸热—放热、正反应—逆反应等反应耦合过程和反应—分离耦合过程得以实现。
使得易失活催化剂能在工程中使用。
4、流体与颗粒之间传热、传质速率也较其它接触方式为高。
5、由于流—固体系中孔隙率的变化可以引起颗粒曳力系数的大幅度变化，以致在很宽的范围内均能形成较浓密的床层。
所以流态化技术的操作弹性范围宽，单位设备生产能力大，设备结构简单、造价低，符合现代化大生产的需要。
流化床反应器的缺点1、气体流动状态与活塞流偏离较大，气流与床层颗粒发生返混，以致在床层轴向没有温度差及浓度差。
加之气体可能成大气泡状态通过床层，使气固接触不良，使反应的转化率降低。
因此流化床一般达不到固定床的转化率。
2、催化剂颗粒间相互剧烈碰撞，造成催化剂的损失和除尘的困难。
3、由于固体颗粒的磨蚀作用，管子和容器的磨损严重。
虽然流化床反应器存在着上述缺点，但优点是主要的。
流态化操作总的经济效果是有利的，特别是传热和传质速率快、床层温度均匀、操作稳定的突出优点，对于热效应很大的大规模生产过程特别有利。
综上所述，流化床反应器比较适用于下述过程：热效应很大的放热或吸热过程；要求有均一的催化剂温度和需要精确控制温度的反应；催化剂寿命比较短，操作较短时间就需更换（或活化）的反应；有爆炸危险的反应，某些能够比较安全地在高浓度下操作的氧化反应，可以提高生产能力，减少分离和精制的负担。
流态化 二章
根据牛顿第二定律，颗粒就会在此净力的作用下产生向下运动的加 速度 ，a=du/dθ
Fg—Fb= ma = m (du/dθ)
(d)
这样颗粒与流体就产生一个相对运动，一旦产生相对运动 ，颗粒又会受到流体对颗粒的运动阻力，Fd曳力dray force 其大小为 Fd=CDA(ρu2/2) 它的方向与颗粒运动方向相反，并随u增大而增大。 A为颗粒在垂直方于其运动方向平面上的投影面积 A=(π/4)d2 m2 所以，当颗粒产生相对运动时，颗粒受到的净力为 F = Fg—Fb—Fd (e)
颗粒的分类
颗粒的分类 书上有错
A类： 细 粒径小，20~100um， (ρs - ρf ）<1400kg／m3， 起始流化时无气泡，Ub/Umf>1。存在最大气泡的极限尺寸， 颗粒流动性好。 大多数工业流化床反应使用的催化剂属于此类。 B类: 粗 粒度中等， 40~500um， (ρs - ρf ）=1400~ 4000kg ／m3，起始流化时即发生气泡，Ub/Umf=1。床层膨胀不明 显，不存在最大气泡的极限尺寸，且大多数气泡的上升速度 高于颗粒间的气流速度。 鼓泡床大都用此颗粒
第二章 流化床的流体动力学基础
§2.1 流化床的流动特性
影响因素 1. 床层流速 2. 颗粒密度、所属种类、颗粒直径及其分布
颗粒密度和流化介质密度之间的差值大小是 形成聚式还是散式流态化的直接原因之一
细颗粒物料的流态化状态图
吉尔达特(Geldart)等人密度差（ s ）和平均粒径为特征参数将颗粒分四类 f
2
mf 3
s d p
（2）
联立（1）（2）得
150
1 mf 2
mf
3
s d p
流化床的流体力学特性
Re p
1000 : um2 f
sd p ( p f ) g 3 .............(112b)
1.75 f
m
1
s
2 mf
14,
1 mf
s2
3 mf
11.......1( 13)
8
二、临界流化速度
实测-为克服解锁的影响 ① ↓u，使床层自流化床缓慢恢复至固定床 ② 记下相应的气体流速、床层压降 ③ 在双对数坐标上标绘 ④ 按固定床区规律、流化床区规律各画延长线 ⑤ 两条直线的交点即临界流态化点
9
临界流化速度的实测 10
三、极限速度/终端速度
流体的极限速度=颗粒沉降时的终端速度
ut
[ 4gd p ( p f 3 f Cd
)1 ]2 m / s......1( 14)
Cd :阻力系数（是Re、s函数，实验求得）
已知Cd Re2p与Rep在s不同时的函数关系：
可求
Rep
4
二、固定床的压降
pm 150 (1 m )2 u 1.75 1 m f u2
Lm
3 m
(sd p )2
3 m
sd p
粘性损失：150
(1 m 3
m
)2
u (sd p )2Biblioteka 惯性损失：1.75
1
3
m
m
f u2 sd p
O
To T
P1 Po
17
d
3 p
f
(p f
2 f
)g
1.75
流化床原理
流化床原理流化床是一种广泛应用于化工、冶金、环保等领域的反应设备，其原理是在气体或液体流体的作用下，固体颗粒呈现出流动床的状态。
流化床具有传热效果好、传质快、反应均匀等优点，因此在工业生产中得到了广泛的应用。
流化床的原理主要包括两个方面，颗粒床的流动特性和颗粒与流体之间的相互作用。
首先，颗粒床的流动特性是指在一定流体速度下，颗粒床内的颗粒呈现出流体化的状态。
这种状态下，颗粒之间的空隙增大，颗粒之间的相互作用力减小，颗粒呈现出了流动的状态。
其次，颗粒与流体之间的相互作用是指在流化床中，颗粒受到流体的冲击和拖曳力，从而产生了流动。
这种相互作用使得颗粒床内的颗粒能够均匀地搅拌和混合，从而提高了传热和传质效果。
在流化床中，流体化的颗粒呈现出了一些特殊的性质。
首先，颗粒之间的空隙增大，使得颗粒床呈现出了较大的表面积，从而提高了传热和传质效果。
其次，颗粒之间的相互作用力减小，使得颗粒床内的颗粒能够均匀地混合和搅拌，从而提高了反应的均匀性。
此外，流化床还具有较好的流体力学性能，使得流化床在工业生产中得到了广泛的应用。
流化床的应用领域非常广泛。
在化工领域，流化床常常用于催化剂的制备、气固反应的进行等。
在冶金领域，流化床常常用于煤气化、焦化等工艺的进行。
在环保领域，流化床常常用于废气的处理、废水的处理等。
可以说，流化床在工业生产中扮演着非常重要的角色。
总之，流化床是一种在气体或液体流体的作用下，固体颗粒呈现出流动床状态的反应设备。
流化床的原理主要包括颗粒床的流动特性和颗粒与流体之间的相互作用。
流化床具有传热效果好、传质快、反应均匀等优点，在化工、冶金、环保等领域得到了广泛的应用。
流化床的应用领域非常广泛，可以说在工业生产中扮演着非常重要的角色。
希望通过本文的介绍，能够对流化床的原理有一个更加深入的了解。
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在工业上使用时应尽可能选用这类颗粒。在石化行业中的催化裂化装置上首先被使用，在这个行业中，催化剂中必须含有一定量的小颗粒，小于44微米被称为关键组分。这类颗粒以后在丙烯氨氧化制丙烯腈等流化床中也得到了应用。
B类颗粒（沙状流化特性）：由图可知，B类颗粒一般颗粒的平均粒径＜40微米＜500微米，颗粒密度＜1400kg/m3＜4000kg/m3。这类颗粒在气速达到或稍高于颗粒的起始流化速度时，床內就出现了气泡，床层膨胀比R较A类颗粒小，气泡聚併现象严重，气泡直径也迅速变大，且气泡随床高而变大，当气泡达到床层表面时破裂，从而影响了流化质量，影响了床层与传热面间的传热和相间的传质。
流化床颗粒的分类及其流化特性：
1973年Geldart根据多年对颗粒大小对流化床流化特性的研究，将颗粒的流化特性与颗粒平均径的关係分成A、B、C和D四大类，并将它们表绘在以dp为横坐标，以固体密度ρp与流化气体密度ρg的差
（ρp – ρg）为纵坐标的图上（参见下面的Ge选用适合于自己工业化的特点的颗粒粒径及分布。
根据本人对颗粒粒径及分布的研究，认为A、B类颗粒流化特性的差别是非常明显的，如：
A类颗粒了（充气流化特性）：A类颗粒的特点是颗粒的平均尺寸较小，颗粒的密度较低。由图可知，A类颗粒一般颗粒的平均粒径＜100微米，颗粒密度小于1400kg/m3，这类颗粒由于凝聚性较小，因此颗粒间充气性好，床层膨胀比（R≡床层流化时的高度Hf/床层静止时的高度H0）大，当床层气速达到起始流化速度时，床内还不会产生气泡（即床层的起始鼓泡速度大于起始流化速度），当气速进一步增加时，床内虽产生了气泡，但气泡较小，气泡的聚併、分裂速度也快。所以，这类颗粒应该说是流化特性较好的一类颗粒。（说明：起始流化速度umf即是流化床开始流化时的最小速度。起始鼓泡速度umb即是流化床内出现笫一个气泡时的气体速度。）