流動層反応器（FBR）は、固体粒状物質に流体（気体または液体）を高速で通過させ、固体を流体のように挙動させることで作動する。この流動化プロセスにより、熱伝達と化学反応が促進されるため、高速増殖炉はさまざまな産業用途で非常に効率的です。
詳しい説明
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流動化プロセス
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FBRでは、多くの場合触媒である固体材料は、最初はディストリビューターと呼ばれる多孔質プレートで支持されている。このディストリビューターを通して流体が低速で導入されると、セットアップは充填床反応器のように振る舞い、固体は静止したままになる。しかし、流体速度が増加すると、最小流動化速度として知られる臨界点に達する。この時点で、流体が及ぼす上向きの力が固体粒子の重量に等しくなり、浮力が生じて流動的になる。この移行が流動化の始まりであり、固体粒子はリアクター内で膨張し、ダイナミックに動き回るようになる。
- 流動化の利点熱伝達の強化：
- 流動化状態は、固体粒子と流体間の優れた熱伝達を可能にし、これは反応器内の均一な温度を維持し、ホットスポットを防止するために極めて重要である。これは、温度制御が重要な発熱または吸熱反応において特に重要です。接触面積の増加：
- 流動状態での固体粒子の動的な動きは、固体と流体の接触表面積を増加させ、化学反応の速度を高めます。これは、触媒が固体状態にある触媒反応に有益です。連続運転：
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FBRは連続運転が可能であり、反応物の連続的な導入と生成物の連続的な引き抜きが可能である。この連続運転により、バッチプロセスに伴うスタートアップとシャットダウンの手順が不要となり、効率と生産性が向上する。産業用途
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FBRは、バイオマス変換、石油精製、化学製造など、さまざまな産業で使用されている。例えば、バイオマス転換では、FBRはバイオオイルの生産に使用される。バイオマスは密度が低いため、安定性を与え、バイオマスの加熱を助けるために、砂のような不活性物質がしばしば使用される。バブリング流動床反応器や循環流動床反応器など、さまざまなタイプの高速増殖炉は、反応の要件や固相と液相の特性に基づいて、特定の用途に合わせて調整される。
不活性ガスの役割
