Équipement non standard lit de vulcanisation fixe

Par réacteur à lit fluidisé, on entend que la matière particulaire solide est mise en mouvement en suspension (c'est - à - dire fluidisée) à l'intérieur de l'appareil sous l'action d'un flux gazeux (ou liquide). La couche de particules solides à l'état fluidisé présente les caractéristiques d'un liquide, par example une couche de particules solides en suspension qui, comme l'eau, maintient une certaine interface horizontale et a une pression statique et une flottabilité, une fluidité comme l'eau, etc. Cette technique est également appelée technique de fluidisation gaz - solide.
Le gaz s'écoule à travers la couche de lit constituée de particules solides, lorsque le débit de gaz est relativement faible, le solide n'a pas de mouvement relatif, le flux de gaz s'écoule à travers la couche de lit à travers l'espace entre les particules, c'est la forme de contact gaz - solide appelée lit fixe. Sur cette base augmente encore le débit de gaz, la somme de la traction du gaz sur les particules (et la force de frottement du flux de gaz à la surface des particules) et de la flottabilité dépasse la gravité des particules, les particules sont suspendues, il n'y a plus de force entre les particules, le système gaz - solide a les propriétés du fluide, le solide est fluidisé, à ce moment - là dans l'état de fluidisation initiale. Si vous augmentez encore le débit de gaz, le lit se dilate constamment. Lorsque plus de gaz pénètre dans le système, au - delà du débit de gaz requis pour la fluidisation initiale, le gaz traverse le lit sous forme de bulles, c'est la fluidisation par bulles. Au fur et à mesure que la vitesse de l'air augmente encore, un grand nombre de particules sont entraînées hors du lit à la surface du lit, l'interface de la surface du lit n'est plus claire et correspond à ce moment - là à un lit turbulent. Un réacteur mettant en oeuvre une réaction gaz - solide sous forme de lit bouillonnant ou de lit turbulent à contact gaz - solide, appelé réacteur à lit fluidisé.
Le réacteur à lit fluidisé, lorsqu'il est utilisé dans un système gaz - solide, est également appelé réacteur à lit bouillonnant. Le phénomène du lit fluidisé a été découvert par l'allemand Fritz Winkler et les premières applications dans l'industrie moderne sont les fours à charbon à poudre apparus dans les années 1920, qui sont les fours Winkler (voir fours à charbon); Son application industrielle à grande échelle est le craquage catalytique du pétrole dans les années 40 par Warren Lewis et d'autres du MIT. Actuellement, les réacteurs à lit fluidisé ont été largement utilisés dans les secteurs de la chimie, du pétrole, de la métallurgie, de l'industrie nucléaire et d'autres.
Classification des produits
Les applications selon le réacteur à lit fluidisé peuvent être divisées en deux catégories: l'objet de traitement d'une catégorie est principalement solide, comme la torréfaction du minerai, appelé processus de traitement en phase solide; L'objet de traitement d'une autre classe est principalement fluide, comme le craquage catalytique du pétrole, le processus de réaction enzymatique et d'autres processus de réaction catalytique, appelés processus de traitement en phase fluide.
Forme de la structure
La structure du réacteur à lit fluidisé se présente sous deux formes: ① il existe des dispositifs d'alimentation et d'évacuation en continu de matériaux solides pour le processus de traitement en phase solide ou le processus de traitement en phase fluide dans lequel le catalyseur est rapidement désactivé. Par example, le procédé de craquage catalytique, dans lequel le catalyseur est désactivé de manière significative en quelques minutes, doit être régénéré après séparation constante avec le dispositif décrit ci - dessus. ② pas de matériel solide alimentation continue et dispositif de sortie, utilisé pour les caractéristiques des particules solides dans un processus réactionnel assez long (par exemple, une demi - année ou un an) sans changement notable.
Avantages et inconvénients du produit
Les avantages d'un réacteur à lit fluidisé par rapport à un réacteur à lit fixe sont les suivants: ① peut réaliser une entrée et une sortie continues de matériaux solides; ② le Mouvement des fluides et des particules rend la couche de lit avec de bonnes propriétés de transfert de chaleur, la température interne de la couche de lit est uniforme et facile à contrôler, particulièrement adaptée aux réactions exothermiques fortes; ③ facilite la mise en oeuvre d'opérations successives de régénération et de recyclage du catalyseur, adaptées à la mise en oeuvre de procédés où la vitesse de désactivation du catalyseur est élevée, le développement rapide du craquage catalytique en lit fluidisé de coupes pétrolières en étant un exemple typique. Cependant, en raison des caractéristiques intrinsèques de la technique de fluidisation et de la diversité des facteurs influençant le processus de fluidisation, le lit fluidisé présente à son tour des limites évidentes pour le réacteur: ① une distribution inappropriée du produit, qui diminue le rendement en produit cible, en raison de la circulation et de l'agitation violentes des particules solides et des bulles de gaz au cours d'un écoulement continu, quelle que soit la phase gazeuse ou solide, avec une distribution de temps de séjour assez large; ② réactifs sous forme de bulles à travers la couche de lit, réduisant les chances de contact entre le gaz et la phase solide, réduisant le taux de conversion de la réaction; ③ en raison de l'impact violent et du frottement du catalyseur solide dans le processus d'écoulement, ce qui accélère la pulvérisation du catalyseur, ainsi que l'éclatement et le Mouvement à grande vitesse des bulles d'air au Sommet de la couche supérieure, la sortie d'un grand nombre de catalyseurs à grains fins, provoquant une perte de catalyseur notable; ④ mécanique des fluides complexe à l'intérieur de la couche de lit, phénomène de transfert, de sorte que le processus est dans des conditions irrégulières, difficile de révéler ses lois uniformes, et difficile de se détacher de l'amplification empirique, opération empirique.