流化床是一种特殊的反应器,利用气体或液体通过颗粒固体层,使固体颗粒悬浮并进行气固相或液固相反应过程。当用于气固系统时,它也被称为沸腾床。
流化床是锅炉的一个重要组成部分,其上分布着许多风口。煤颗粒在此流化床反应器中,而风则从下面吹入,形成一种使材料层流化燃烧的方式,从而更充分地燃烧煤。在超微气流破碎设备中,需要堆放颗粒材料。当气体从设备下部进入床层时,随着气流速度的增加,固体颗粒会在床层中沸腾,就像水在加热时会从液态转化为气态一样。当气流通过床层的速度逐渐提高到一定值时,固体颗粒会开始松动,颗粒之间的间隙增大,床层的体积也会膨胀。
如果气流速度继续提高,床层将无法维持其固定状态。此时,所有的颗粒都悬浮在气流中,表现出相当不规则的运动。随着气流速度的提高,颗粒的运动变得越来越剧烈,床层的膨胀也越来越大,但颗粒仍然停留在床层中,不会被气流带出。这种状态下的床层与液体类似。
流化床有三种类型:小流化床、鼓泡流化床和腾涌流化床。当流化床完全流动时,它表现出与液体相似的性质。例如,如果流体的密度小于床层的平均密度,那么这种流体可以悬浮在床层上;床层会保持水平状态;并且床层会遵循流体的静态关系。此外,颗粒在流化床中具有与液体类似的流动性,它们可以从器壁的小孔中喷出。两个连通的流化床能自行调整床层上表面,使之上表面处于同一水平面上。
由于流化床中颗粒物料的加工能够像流体一样连续进出,并且由于颗粒的充分混合,床层的温度和浓度都是均匀的,所以流化床具有独特的优点。