所謂固體的流化也即流態(tài)化,就是一種強化流體(常指氣體)以一定速度由底部穿過固體顆粒層,其壓力降等于或略大于單位截面上固體顆粒的重量,固體顆粒即呈懸浮狀運動,而不致被流體帶走,此時固體顆粒層象沸騰的液體,所以稱做流化。
----流態(tài)化技術起始于反應器:
流態(tài)化技術最初并非用于烘干,而是應用于化工生產,被當做流態(tài)化反應器。有報道記載的第一臺成功運行的流化床是德國人溫克勒于1921年發(fā)明的,他將燃燒產生的煙氣引入一裝有焦炭顆粒的爐室的底部,然后觀察到了固體顆粒因受氣體的阻力而被提升,整個顆粒系統(tǒng)看起來就像沸騰的液體,這也是工業(yè)應用的流化床的雛形。
----流態(tài)化技術應用于燃燒:
19世紀50、60年代,流態(tài)化技術開始在燃燒領域應用。采用鼓泡床技術,其大概的工作過程是把碾碎的小顆粒燃料通過給煤口送入爐內,床內布置有埋管蒸發(fā)受熱面,空氣由風室通過床下布風板送入床層,將燃料顆粒吹起。送入的燃料顆粒層達到一定厚度,在鼓入的風作用下,好像水在沸騰時的狀態(tài)一樣,此時固體顆粒層便進入流化狀態(tài),這便是最初的鼓泡床燃燒。
之后為解決這種固定床燃燒器燃燒不充分、對埋管磨損大、加熱不均勻等缺點,發(fā)展出了循環(huán)流化床燃燒技術,大體就是將鼓泡流化床的廢氣用耐高溫除塵器處理,收集未充分燃燒顆粒、收集被吹走的細粉,重新回床燃燒,進而提高燃燒效率。
----流態(tài)化技術應用于烘干:
真正用于干燥行業(yè)的流化床,嚴格來講無據可查,也無權威說法;本質來講流態(tài)化技術是日常常見且很容易實現(xiàn)的狀態(tài),在流化床反應器出現(xiàn)之時,人們即應認識到這種模式可用于烘干脫水。有些人認為最早工業(yè)化流化床是在50年代的美國,還有人認為早在二戰(zhàn)之前30年代,德國就出現(xiàn)了流態(tài)化烘干裝置。
----流態(tài)化技術應用于烘干的發(fā)展:
流化床烘干裝置的發(fā)展起始于立式圓筒式固定流化床,這一點大家是公認的,之后發(fā)展出多層立式流化床、臥式固定床、帶攪拌的流化床、離心流化床、氣流脈沖式流化床、帶內加熱器的流化床、介質粒子流化床、噴霧造粒流化床等等;無論是立式沸騰床,還是臥式固定床,都存在各自的缺點,尤其是在臨界流化動力和熱-質交換效率上,固定式流化裝置都存在很大缺陷。而攪拌、介質粒子、脈沖式等流化床,僅不過是固定床的延伸,主要是增設一些構件,來滿足某一適應性或是特定目的,本質上并未改變固定式流化床的特性。
19世紀80年代, Geldart在研究不同粒徑粒子在流態(tài)化狀態(tài)中的行為的試驗中,首次將機械振動裝置安裝到固定床上以加強流態(tài)化,這是振動流化床的首次發(fā)明。經過40多年的發(fā)展,人們越來越關注于振動流化床的研究,因為相比固定流化床,振動式流化床在能耗、性能、環(huán)保、可操作性方面都比傳統(tǒng)的沸騰床或固定床出色;隨著現(xiàn)代機械技術的進步,以往能夠在固定床上增設的攪拌器、內除塵布袋、內加熱器、噴霧設施等,都可以在振動床中實現(xiàn)。