气．固流化床光催化降解甲苯工艺流程

[15]

2.5流化床在石化工业中的应用

流化床首次大规模的在工业上的重要应用是由温克勒用于粉煤气化，此方法在1922年获得专利。当时建成的第一台煤气发生炉，高13米，截面积12平方米，在1926年开始顺利投入使用。此后在德国和日本建立成了一些类似的装置。主要用以提供合成化学工业用的原料气。一个典型的温克勒煤气发生炉的应用，表明其需要很大的空间，以便在床层上面注入二次氧气由此造成温度的升高，使产生的甲烷分解。石脑油汽相重整用的流化临氢重整过程。处理重油的流化焦化过程，以及热解石油原料的砂子炉裂解过程。1944年Dorr—OliverCompany得到了将埃索的流态化技术用于石油工业以外的领域的权力。他们集中进行非催化的气同反应的研究，不久实现了用同体流化系统实现硫化物矿的焙烧。第一套这样的装置在1947年建于加拿大的安大略，进行砷黄铁矿的焙烧，并同时得到适合用氰化法炼金的熔渣。1952年在柏林、新汉普希尔。多尔一奥列弗公司把这种型式的焙烧炉引用于由硫铁矿制备二氧化硫的工业生产中。在1945年德国的巴登苯胺纯碱工厂(BASF)根据由温克勒煤气发生所得到的经验，开始独立的发展流化床焙烧炉。与此同时，13本住友化学工业公

司独立的发展了一个与固体流化系统相类似的焙烧炉，早在1952年就发表了生产高浓度二氧化硫的数据，并在新居滨厂建成他们的第一套这种型式的装置。从使用这种特殊的焙烧炉时起，硫酸工业和制备冶金工业所需的各种各样固体物料中，逐渐代替了当时所用固定床焙烧炉和旋转窑的工艺。多尔一奥列弗公司还另外开拓了流化床反应器应用在粉末物料干燥和石灰石煅烧这两个重要应用领域。1948年在新英格兰石灰公司的加拿安工厂，第一个用于对小于4目的白云石颗粒进行干燥和分选的固体流化装置(内径1.7米)，处理量50吨/日，投入运转。次年他们建成一个煅烧粉末石灰石的大型多段装置．从而降低了此过程中过高的燃料消耗。这些初始的成功引起对流态化的很大兴趣，并在文献和专利中报道了许多新过程因为流态化对某些主要工业可能有潜在的影响，如生产水泥熟料的比塞尔法。从上世纪40年代中期开始，美国和加拿大等地出现了流态化焙烧装置，用于黄铁矿、石灰石等物料的焙烧或煅烧。这可以视为流化床燃烧技术的开始。

[16]

2.6流化床技术在煤气化工艺中的应用

粉煤流化床加压气化又称之为沸腾床气化，这是一种成熟的气化工艺，在国外应用较多，该工艺可直接使用0～6mm碎煤作为原料，备煤工艺简单，气化剂同时作为流化介质，炉内气化温度均匀，典型的代表有德国温克勒气化技术，山西煤化所灰融聚气化技术和恩德粉煤气化技术。灰熔聚流化床工艺是采用相对较散的碎煤，使用氧化剂或气化剂，辅以与之相适应的气化速度，使碎煤达到沸腾状态，从而使炉内的气体与固体相混合，在燃烧不充分的情况下加以高温，进而使煤气化的一种工艺。循环流化床工艺是一种比较年轻的工艺，进20年来才开始真正发展并应用到煤气化工程中来，是一种相对比较清洁的工艺。 2.7流化床技术在食品工业中的应用

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流态化技术在食品工业的主要应用有流化速冻、流化干燥、流化造粒、流化吸附等。食品流态化速冻是指食品颗粒在一定流速的冷气体自下而上的作用下保持流化状态，继而实现快速冻结的一种冻结方法，是目前在食品速冻领域中被广泛采用的一种冻结方法。具有冻结速度快、冻结产品质量好、能耗低、干耗少等优点，是实现食品单体快速冻结的一种理想设备。流化床干燥器又称沸腾床干燥器，它可以使食品颗粒在气流自下而上的作用下保持流化状态，物料与气体充分接触，进行快速传质（水分传递）与传热，最终由气体将水分带出，进而实现干燥目的。流化床干燥装置自20世纪40年代末开始应用，至今已发展了单层和多

层圆筒型流化床、卧式多室流化床、振动搅拌流化床、离心式流化床、脉冲流化床、惰性粒子流化床等多种型式。流化床造粒是指使粉体物料在溶液的雾状气氛中保持流化状态的同时，使溶液在颗粒表面凝集的过程，集成粒、混合、干燥等过程于一身，在食品领域（尤其速溶食品）已经得到了广泛应用。对于尺寸较小的颗粒状物料，在蒸汽的驱动下保持流动状态，并实施杀菌，将大幅度提高加热的均匀度，避免过度加热的缺点，实现高效、快速的杀菌效果。流化床接触吸附传质。床层中吸附剂在液流或者气体的作用下保持流化状态，提供了更好的相间接触，强化了液体与固体颗粒之间的传质，减少了颗粒外表面的液膜厚度，从而降低了液膜传质阻力，进一步促进了传质。流化床接触吸附干燥技术。在床层中添加一定量的易流化颗粒作为流化介质，使整个床层能达到均匀流化，从而使被干燥物料在床层中热质传递更加均匀。此外，干燥状态下的吸附剂与湿物料间存在水分浓度差，二者间发生质量传递，吸附剂在吸附水分的同时，也会产生热量，从而使物料在低温、低湿度的条件下实现干燥。

流化床吸附干燥原理

3 结论

流化床技术作为化学工程的一个分支学科已有60年的发展历史。它已在煤的气化与燃烧、石油的催化裂化、矿物的加工、化学品的生产、材料的制备、生物质的利用等许多过程工业中得到广泛的应用。以气泡、液滴、聚团尺寸的不均匀分布及其在空间的不均匀分布和

随时间的多变性为特征的流态化床结构的理论预测、优化调控方法、流态化床结构与“三传一反”的关系理论研究、流化床中流动和“三传一反”行为的计算机模拟与放大是当前的研究重点。目前中国工业正处于调整产业结构，淘汰落后产能，实现节能减排与清洁生产的转型期。在许多工业流程中，用高效节能的流态化床反应器替代低效高能耗的回转窑、固定床、移动床反应器正逢其时。

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