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循環(huán)流化床反應(yīng)器

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循環(huán)流化床(CFB)反應(yīng)器與鼓泡流化床反應(yīng)器極其相似。主要區(qū)別在于氣率。如果鼓泡流化床的氣體速率增加,則在某個(gè)位置施加在顆粒上的力足以將其向上移動(dòng),將其帶到床外。這種情況稱為淘析。

在循環(huán)流化床中,淘析將每個(gè)沙子和炭顆粒帶到床外。一旦炭和砂區(qū)域單元與旋風(fēng)分離器內(nèi)的大部分氣流分離,炭就會(huì)燃燒,為砂提供額外的能量。然后溫?zé)岬纳匙颖辉傺h(huán)回反應(yīng)器。在這種反應(yīng)堆中,沙子是熱載體,它提供了維持反應(yīng)堆溫度所需的大部分熱量。

因此,CFB 面積單位的加熱需求大大低于鼓泡流化床的加熱需求。CFB 示意圖如下圖所示:

在煉油廠中,流化床催化裂化 (FCC) 裝置真正利用了這一原理來(lái)避免催化劑失活。FCC 的目標(biāo)是將低價(jià)值、最重的 部分石油轉(zhuǎn)化為更輕、更有價(jià)值的產(chǎn)品,如碳?xì)浠衔锖筒裼?。顧名思義,fcc 的前提是保持固體催化劑(沸石)處于高度流化狀態(tài)。換句話說(shuō),床材料另外也是催化劑。在整個(gè)方法中,焦炭形成在催化劑表面上。焦炭和炭區(qū)域單位相似的材料:每個(gè)區(qū)域單位由熱化學(xué)過(guò)程產(chǎn)生的固體碳質(zhì)材料。不過(guò),術(shù)語(yǔ)“焦炭”在催化過(guò)程中經(jīng)常使用。一旦 FCC 反應(yīng)器內(nèi)形成焦炭,催化劑就會(huì)被分配到再生發(fā)生器,焦炭在再生發(fā)生器中被燒掉以產(chǎn)生過(guò)程能量。然后再生的催化劑再循環(huán)回到流化床。

與鼓泡流化床一樣,CFB 注重合理的溫度管理和條件的均勻性,以及簡(jiǎn)單的放大。集成系統(tǒng)提供了節(jié)省能源的方法,但該系統(tǒng)也非常復(fù)雜,需要仔細(xì)管理才能正常運(yùn)行。

由于管理需要,CFB 面積單位通常僅用于工業(yè)應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的流化床幾乎都是鼓泡類型的。

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