固定流化牀

fluidized bed reactor

在用於氣固系統時，又稱沸騰牀反應器。

流化牀反應器在現代工業中的早期應用為20世紀20年代出現的粉煤氣化的温克勒爐（見煤氣化爐）；但現代流化反應技術的開拓，是以40年代石油催化裂化為代表的。流化牀反應器已在化工、石油、冶金、核工業等部門得到廣泛應用。

按流化牀反應器的應用可分為兩類：一類的加工對象主要是固體,如礦石的焙燒,稱為固相加工過程；另一類的加工對象主要是流體，如石油催化裂化、酶反應過程等催化反應過程，稱為流體相加工過程。

流化牀反應器的結構有兩種形式：①有固體物料連續進料和出料裝置，用於固相加工過程或催化劑迅 速失活的流體相加工過程。例如催化裂化過程，催化劑在幾分鐘內即顯著失活，須用上述裝置不斷予以分離後進行再生。②無固體物料連續進料和出料裝置，用於固 體顆粒性狀在相當長時間（如半年或一年）內，不發生明顯變化的反應過程。

與固定牀反應器相比，流化牀反應器的優點是：①可以實現固體物料的連續輸入和輸出；②流體和顆粒的運動使牀層具有良好的傳熱性能，牀層內部温度均勻，而且 易於控制，特別適用於強放熱反應；③便於進行催化劑的連續再生和循環操作，適於催化劑失活速率高的過程的進行，石油餾分催化流化牀裂化的迅速發展就是這一 方面的典型例子。然而，由於流態化技術的固有特性以及流化過程影響因素的多樣性，對於反應器來説，流化牀又存在粉明顯的侷限性：①由於固體顆粒和氣泡在連 續流動過程中的劇烈循環和攪動，無論氣相或固相都存在着相當廣的停留時間分佈，導致不適當的產品分佈，陣低了目的產物的收率；②反應物以氣泡形式通過牀 層，減少了氣-固相之間的接觸機會，降低了反應轉化率；③由於固體催化劑在流動過程中的劇烈撞擊和摩擦，使催化劑加速粉化，加上牀層頂部氣泡的爆裂和高速 運動、大量細粒催化劑的帶出，造成明顯的催化劑流失；④牀層內的複雜流體力學、傳遞現象，使過程處於非定常條件下，難以揭示其統一的規律，也難以脱離經驗 放大、經臉操作。

近年來，細顆粒和高氣速的湍流流化牀及高速流化牀均已有工業應用。在氣速高於顆粒夾帶速度的條 件下，通過固體的循環以維持牀層，由於強化了氣固兩相間的接觸，特別有利於相際傳質阻力居重要地位的情況。但另一方面由於大量的固體顆粒被氣體夾帶而出， 需要進行分離並再循環返回牀層，因此，對氣固分離的要求也就很高了。