유동층이란 무엇입니까?

A 유동층 일반적으로 용기 바닥을 통해 공기나 가스를 불어 넣어 고체 입자를 유체와 같은 상태로 부유시키는 과정입니다. 이것은 끊임없이 움직이고 액체와 기체의 특성을 모두 갖는 입자 층을 만듭니다. 유동층은 일반적으로 화학 생산, 정유 및 발전과 같은 산업 공정에 사용됩니다.

유동화의 개념은 1930년대에 영국의 공학자 Lewis Fry Richardson이 처음 발견했는데, 그는 모래가 바람에 날렸을 때 액체처럼 거동한다는 사실을 발견했습니다. 1940년대에 독일 과학자 Fritz Winkler는 합성 가솔린 생산을 위한 최초의 유동층 반응기를 개발했습니다.

유동층은 개선된 열 및 물질 전달, 증가된 반응 속도, 더 나은 온도 및 압력 제어를 포함하여 기존의 고정층 반응기에 비해 많은 이점을 가지고 있습니다. 입자의 유체와 같은 거동은 또한 비효율적이거나 불완전한 반응을 유발할 수 있는 핫스팟 또는 데드 존의 위험을 줄입니다.

유동층의 기본 설계는 고체 물질, 일반적으로 모래, 석회석 또는 촉매 입자와 같은 과립 물질로 채워진 용기 또는 용기로 구성됩니다. 그런 다음 공기 또는 가스가 용기 바닥에서 유입되어 공기 중의 입자를 들어 올려 부유시키는 유체 흐름을 생성합니다.

유체가 베드를 통해 흐르면 입자가 움직이고 서로 충돌하여 동적 혼합 및 혼합 효과를 생성합니다. 이 운동은 또한 입자를 더 넓은 표면적에 노출시켜 입자와 주변 유체 사이에 더 효율적인 열 및 물질 전달을 허용합니다.

유동층의 주요 이점 중 하나는 반응 온도를 제어할 수 있는 능력입니다. 유체의 유속과 온도를 조정함으로써 작업자는 베드 전체에 걸쳐 일정한 온도를 유지하여 핫스팟을 방지하고 반응이 최적의 속도로 진행되도록 할 수 있습니다.

유동층은 일반적으로 암모니아, 메탄올 및 기타 석유 화학 제품 생산과 같은 화학 제품 생산에 사용됩니다. 또한 식품 및 의약품 가공, 폐수 및 기타 산업 폐수 처리에도 사용됩니다.

발전 산업에서 유동층은 석탄 및 기타 화석 연료의 연소에 사용됩니다. 이 공정은 석회석의 유동층에서 연료를 연소하는 것과 관련이 있으며, 이는 연소 중에 생성된 이산화황과 반응하여 황산칼슘(석고)을 형성합니다. 유동층 연소로 알려진 이 공정은 기존 석탄 화력 발전소와 관련된 이산화황 및 기타 오염 물질의 배출을 줄입니다.

결론적으로 유동층은 많은 산업 응용 분야를 가진 혁신적이고 다양한 기술입니다. 그들은 개선된 열 및 물질 전달, 증가된 반응 속도, 더 나은 온도 및 압력 제어를 제공합니다. 그들은 화학 생산, 발전, 식품 가공 및 폐수 처리를 포함한 광범위한 산업 분야에서 사용됩니다.