Що таке киплячий шар?
A псевдозріджений шар це процес, який передбачає суспендування твердих частинок у стані, подібному до рідини, зазвичай шляхом продування повітря або газу через дно контейнера. Це створює шар частинок, які постійно рухаються і мають властивості як рідини, так і газу. Псевдозріджені шари зазвичай використовуються в промислових процесах, таких як хімічне виробництво, нафтопереробка та виробництво електроенергії.
Концепція псевдозрідження була вперше відкрита в 1930-х роках британським інженером на ім’я Льюїс Фрай Річардсон, який помітив, що пісок поводиться як рідина, коли його роздуває вітер. У 1940-х роках німецький вчений Фріц Вінклер розробив перший реактор із псевдозрідженим шаром для виробництва синтетичного бензину.
Псевдозріджений шар має багато переваг перед звичайними реакторами з нерухомим шаром, включаючи покращений тепло- та масообмін, підвищену швидкість реакції та кращий контроль температури та тиску. Поведінка частинок, подібна до рідини, також зменшує ризик виникнення гарячих точок або мертвих зон, які можуть спричинити неефективні або неповні реакції.
Основна конструкція киплячого шару складається з контейнера або посудини, яка заповнена твердим матеріалом, як правило, гранульованою речовиною, такою як пісок, вапняк або частинки каталізатора. Потім повітря або газ вводиться з дна контейнера, створюючи потік рідини, який піднімає та суспендує частинки в повітрі.
Коли рідина протікає через шар, вона змушує частинки рухатися та стикатися одна з одною, створюючи динамічний ефект змішування та змішування. Цей рух також наражає частинки на більшу площу поверхні, що забезпечує більш ефективний тепло- та масообмін між частинками та навколишньою рідиною.
Однією з ключових переваг киплячих шарів є їх здатність контролювати температуру реакції. Регулюючи швидкість потоку та температуру рідини, оператори можуть підтримувати постійну температуру в усьому шарі, запобігаючи появі гарячих точок і гарантуючи, що реакція протікає з оптимальною швидкістю.
Псевдозріджені шари зазвичай використовуються у виробництві хімічних речовин, таких як виробництво аміаку, метанолу та інших нафтохімічних продуктів. Вони також використовуються для обробки харчових продуктів і фармацевтичних препаратів, а також для очищення стічних вод та інших промислових стоків.
В енергетичній промисловості киплячі шари використовуються для спалювання вугілля та інших видів викопного палива. Процес включає спалювання палива в киплячому шарі вапняку, який реагує з діоксидом сірки, що утворюється під час згоряння, утворюючи сульфат кальцію (гіпс). Цей процес, відомий як спалювання в киплячому шарі, зменшує викиди діоксиду сірки та інших забруднюючих речовин, пов’язаних зі звичайними електростанціями, що працюють на вугіллі.
Підсумовуючи, киплячий шар є інноваційною та універсальною технологією, яка має багато промислових застосувань. Вони пропонують покращений тепло- та масообмін, підвищену швидкість реакції та кращий контроль температури та тиску. Вони використовуються в багатьох галузях промисловості, включаючи хімічне виробництво, виробництво електроенергії, харчову промисловість і очищення стічних вод.
