流動床炉（FBR）の原理は、流体媒体（通常は気体または液体）中に固体粒子を懸濁させ、熱および物質移動、ならびに反応効率を高める流体のような混合物を作り出すことにある。これは、粒子に作用する重力に打ち勝つのに十分な速度で流体を固体粒子の床に通すことによって達成され、粒子を膨張させ、流体のように動的に挙動させる。
詳細な説明
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初期条件と流動化
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流動層反応器では、固体基質（多くの場合、触媒または砂のような不活性物質）は、最初はディストリビューターとして知られる多孔質プレートによって支持されている。流体（気体または液体）が低速で導入されると、固体は静止したままであり、セットアップは充填床反応器のように動作する。しかし、流体の速度が上がると、流体が及ぼす上向きの力が固体粒子の重量に等しくなる臨界点に達する。この点は、初期流動化として知られ、最小流動化速度で起こる。流動化への移行：
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最小流動化速度を超えると、固体の床は膨張し始め、沸騰した液体に似たダイナミックな混合が始まる。この状態が流動床であり、固体粒子の旋回と混合を特徴とし、これにより流体と固体粒子の接触が促進され、熱伝達と反応速度が改善される。
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利点と応用
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流動床リアクターには、均一な粒子混合や温度勾配など、他のリアクタータイプにはない利点がいくつかある。この均一性は、特に局所的なホットスポットが製品を劣化させる発熱反応において、安定した製品品質と効率的な熱管理を達成するために極めて重要です。熱と反応物を均一に分布させる流動床の能力は、バイオマスからバイオオイルへの転換、石油精製、化学合成など、さまざまな産業用途に理想的です。流動床リアクターの種類
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流動層反応器には、バブリング流動層反応器や循環流動層反応器などの種類がある。各タイプは特定の条件下で作動し、要求される反応速度、熱伝達の必要性、および製品の仕様に応じて、特定の用途に適している。
不活性ガスの役割
