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[摘 要]将大量固体颗粒悬浮于运动的流体之中，从而使颗粒具有流体的某些表观特征，这种流固接触状态称为固体流态化，即流化床。在流化床中，流态化的颗粒表面则全部暴露于湍动剧烈的流体之中，从而得到更充分的利用。
[关键词]流化床；形成；特性；技术
中图分类号：TD327.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）41-0130-01
一、流化床的形成
当流体通过床层的速度逐渐提高到某值时，床层体积出现膨胀，颗粒出现松动，颗粒间空隙增大。如果再进一步提高流体速度，此时，颗粒全部悬浮于流体中，显示出相当不规则的运动。床层将不能维持固定状态。随着颗粒的运动剧烈，流速愈加的提高，床层的膨胀也随之增大，但是颗粒仍逗留在床层内而不被流体带出。床层的这种状态和液体相似称为流化床。其中，流化床的种类有：最小流化床，鼓泡流化床，腾涌流化床。
二、流化床主要特性
①充分流态化的床层表现出类似于液体的性质；
②颗粒具有与液体类似的流动性，可以从器壁的小孔喷出；
③可以悬浮在床面上是密度比床层平均密度小的流体；
④床层服从流体静力学关系，即高度差为L的两截面的压差△p=ρgL ；
⑤床面保持水平；
⑥两个联通的流化床能自行调整床层上表面使之在同一水平面上。
三、流化床的分类及区别
在床层内的流体和颗粒两相运动中，由于流体、流速与颗粒粒径、颗粒的密度差及床层尺寸的不同，可呈现出不同的流化状态，但主要分为散式流化态与聚式流化态两类。
3.1 散式流化态
颗粒随着流速增加床层均匀膨胀且均匀地分布在整个流化床内，床层上界面平稳，床内孔隙率均匀增加，波动很小、压降稳定。因此，散式流化态是较理想的流化状态。一般流-固两相密度差较小的体系呈现散式流态化特征，如液-固流化床。
3.2 聚式流化态
颗粒在床层的分布不均匀，床层呈现两相结构：一相是以气泡形式夹带少量颗粒穿过床层向上运动的不连续的气泡相；另一相则是接近初始流态化状态的连续相且颗粒浓度与空隙率分布较为均匀，称为乳化相，因此又称为鼓泡流态化。
聚式流态化出现在流-固密度差较大的体系，如气-固流化床。在聚式流态化中，在床面上破裂而将颗粒向床面以上空间抛送，超过初始流化所需的大量气体聚并成气泡上升。这不仅造成以气泡的形式快速通过床层的气体与颗粒接触甚少，与颗粒接触时间太长，而乳化相中的气体因流速低；更大的不利是由此造成了床层界面的较大起伏、压降的波动，气-固接触不均匀。
四、燃烧技术
4.1 循环流化床燃烧技术
循环流化床燃烧（CFBC）技术系指小颗粒的煤与空气在炉膛内处于沸腾状态下，即高速气流与所携带的稠密悬浮煤颗粒充分接触燃烧的技术。
循环流化床锅炉脱硫是一种炉内燃烧脱硫工艺，以石灰石为脱硫吸收剂，石灰石和燃煤自锅炉燃烧室下部送入，一次风从布风板下部送入，二次风从燃烧室中部送入。石灰石受热分解为二氧化碳和氧化钙。气流使燃煤、石灰颗粒在燃烧室内强烈扰动形成流化床，燃煤烟气中的SO2与氧化钙接触发生化学反应被脱除。将未反应的脱硫产物、氧化钙及飞灰送回燃烧室参与循环利用目的是为了提高吸收剂的利用率。钙硫比达到2～2.5左右时，脱硫率可达90%以上。
循环流化床的一次风由一次风机供给，经布风板下一次风室通过风帽和布风板进入炉膛。一次风是经空气预热器加热过的热空气，主要作用是提供炉膛下部密相区燃料燃烧所需要的氧量，同时提供流化炉内物料。
循环流化床的二次风除了能适当调整炉内温度场的分布外，还能补充炉内燃料燃烧所需要的氧气并加强物料的掺混，降低NOX排放量的作用、起到防止局部烟气温度过高，二次风一般由二次风机供给，有的锅炉一、二次风机共用。
4.2 流化床燃烧方式的特点是：
①负荷适应性好。负荷调节范围30%～100%；
②燃烧效率高，可达95%～99%；
③燃料适应性强，特别适合中、低硫煤；
④清洁燃烧，脱硫率可达80%～95%，NOx排放可減少50%。
五、粉碎技术
流化床超微气流粉碎是将待粉碎物料放置在设备容器中，从设备容器下方通入空气，进行粉碎。而循环流化床，则是在容器的上部出口，通过高速分级装置将超微粉收集。同时将设备容器下方送入空气的速度提高，使容器里的物料颗粒被吹起呈沸腾状态悬浮粉碎。
循环超微气流粉碎流化床技术是一项近几年发展起来的环保粉碎技术。它具有粗颗粒夹带少、粉碎适应性广、低成本、粉碎效率高、负荷调节比大和负荷调节快等突出优点。循环流化床针对各种非金属物料，在负荷适应性和超微粉综合利用等方面具有综合优势，同时低成本实现了严格的超微粉碎指标，为超微气流粉碎机的节能环保改造提供了一条有效的途径。
六、干燥技术
循环流化床干燥技术是通过加料器将待干燥物质加入流化床床体（流化床内已加有床料），从设备容器下方通入各种锅炉废气或者预热空气，在流化床上部出口，将已干燥物料收集起来。同时使流化床内的物料颗粒被吹起呈沸腾状态悬浮粉碎。
结束语
流化床的特性使得流化床内颗粒物料的加工可以像流体一样连续进出料，并且由于颗粒充分混合，床层温度、浓度均匀使床层具有独特的优点得以广泛的应用。
[关键词]流化床；形成；特性；技术
中图分类号：TD327.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）41-0130-01
一、流化床的形成
当流体通过床层的速度逐渐提高到某值时，床层体积出现膨胀，颗粒出现松动，颗粒间空隙增大。如果再进一步提高流体速度，此时，颗粒全部悬浮于流体中，显示出相当不规则的运动。床层将不能维持固定状态。随着颗粒的运动剧烈，流速愈加的提高，床层的膨胀也随之增大，但是颗粒仍逗留在床层内而不被流体带出。床层的这种状态和液体相似称为流化床。其中，流化床的种类有：最小流化床，鼓泡流化床，腾涌流化床。
二、流化床主要特性
①充分流态化的床层表现出类似于液体的性质；
②颗粒具有与液体类似的流动性，可以从器壁的小孔喷出；
③可以悬浮在床面上是密度比床层平均密度小的流体；
④床层服从流体静力学关系，即高度差为L的两截面的压差△p=ρgL ；
⑤床面保持水平；
⑥两个联通的流化床能自行调整床层上表面使之在同一水平面上。
三、流化床的分类及区别
在床层内的流体和颗粒两相运动中，由于流体、流速与颗粒粒径、颗粒的密度差及床层尺寸的不同，可呈现出不同的流化状态，但主要分为散式流化态与聚式流化态两类。
3.1 散式流化态
颗粒随着流速增加床层均匀膨胀且均匀地分布在整个流化床内，床层上界面平稳，床内孔隙率均匀增加，波动很小、压降稳定。因此，散式流化态是较理想的流化状态。一般流-固两相密度差较小的体系呈现散式流态化特征，如液-固流化床。
3.2 聚式流化态
颗粒在床层的分布不均匀，床层呈现两相结构：一相是以气泡形式夹带少量颗粒穿过床层向上运动的不连续的气泡相；另一相则是接近初始流态化状态的连续相且颗粒浓度与空隙率分布较为均匀，称为乳化相，因此又称为鼓泡流态化。
聚式流态化出现在流-固密度差较大的体系，如气-固流化床。在聚式流态化中，在床面上破裂而将颗粒向床面以上空间抛送，超过初始流化所需的大量气体聚并成气泡上升。这不仅造成以气泡的形式快速通过床层的气体与颗粒接触甚少，与颗粒接触时间太长，而乳化相中的气体因流速低；更大的不利是由此造成了床层界面的较大起伏、压降的波动，气-固接触不均匀。
四、燃烧技术
4.1 循环流化床燃烧技术
循环流化床燃烧（CFBC）技术系指小颗粒的煤与空气在炉膛内处于沸腾状态下，即高速气流与所携带的稠密悬浮煤颗粒充分接触燃烧的技术。
循环流化床锅炉脱硫是一种炉内燃烧脱硫工艺，以石灰石为脱硫吸收剂，石灰石和燃煤自锅炉燃烧室下部送入，一次风从布风板下部送入，二次风从燃烧室中部送入。石灰石受热分解为二氧化碳和氧化钙。气流使燃煤、石灰颗粒在燃烧室内强烈扰动形成流化床，燃煤烟气中的SO2与氧化钙接触发生化学反应被脱除。将未反应的脱硫产物、氧化钙及飞灰送回燃烧室参与循环利用目的是为了提高吸收剂的利用率。钙硫比达到2～2.5左右时，脱硫率可达90%以上。
循环流化床的一次风由一次风机供给，经布风板下一次风室通过风帽和布风板进入炉膛。一次风是经空气预热器加热过的热空气，主要作用是提供炉膛下部密相区燃料燃烧所需要的氧量，同时提供流化炉内物料。
循环流化床的二次风除了能适当调整炉内温度场的分布外，还能补充炉内燃料燃烧所需要的氧气并加强物料的掺混，降低NOX排放量的作用、起到防止局部烟气温度过高，二次风一般由二次风机供给，有的锅炉一、二次风机共用。
4.2 流化床燃烧方式的特点是：
①负荷适应性好。负荷调节范围30%～100%；
②燃烧效率高，可达95%～99%；
③燃料适应性强，特别适合中、低硫煤；
④清洁燃烧，脱硫率可达80%～95%，NOx排放可減少50%。
五、粉碎技术
流化床超微气流粉碎是将待粉碎物料放置在设备容器中，从设备容器下方通入空气，进行粉碎。而循环流化床，则是在容器的上部出口，通过高速分级装置将超微粉收集。同时将设备容器下方送入空气的速度提高，使容器里的物料颗粒被吹起呈沸腾状态悬浮粉碎。
循环超微气流粉碎流化床技术是一项近几年发展起来的环保粉碎技术。它具有粗颗粒夹带少、粉碎适应性广、低成本、粉碎效率高、负荷调节比大和负荷调节快等突出优点。循环流化床针对各种非金属物料，在负荷适应性和超微粉综合利用等方面具有综合优势，同时低成本实现了严格的超微粉碎指标，为超微气流粉碎机的节能环保改造提供了一条有效的途径。
六、干燥技术
循环流化床干燥技术是通过加料器将待干燥物质加入流化床床体（流化床内已加有床料），从设备容器下方通入各种锅炉废气或者预热空气，在流化床上部出口，将已干燥物料收集起来。同时使流化床内的物料颗粒被吹起呈沸腾状态悬浮粉碎。
结束语
流化床的特性使得流化床内颗粒物料的加工可以像流体一样连续进出料，并且由于颗粒充分混合，床层温度、浓度均匀使床层具有独特的优点得以广泛的应用。