راکتور بستر سیال چیست؟

راکتور بستر سیال (FBR) نوعی راکتور شیمیایی است که می تواند طیف وسیعی از فرآیندهای شیمیایی چند فازی را به تنهایی انجام دهد.

در این راکتور، یک سیال (گاز یا مایع) با سرعت‌های کافی از طریق یک ماده دانه‌ای جامد (مثل یک کاتالیزور) منتقل می‌شود تا جامد را معلق کرده و آن را مجبور کند که مانند یک سیال رفتار کند.

سیال شدن، در نتیجه این فرآیند، مزایای قابل توجهی را برای راکتور بستر سیال فراهم می کند. در نتیجه، راکتور بستر سیال ها در انواع تنظیمات صنعتی استفاده می شوند.

ماهیت راکتور بستر سیال

در یک راکتور بستر سیال، مواد بستر جامد (ماده کاتالیزوری که گونه‌های شیمیایی بر روی آن واکنش نشان می‌دهند) اغلب توسط یک صفحه متخلخل به نام توزیع‌کننده پشتیبانی می‌شود. سپس سیال از طریق مواد جامد از طریق توزیع کننده به سمت بالا هدایت می شود.

جامدات در جای خود باقی می مانند در حالی که سیال در حفره های موجود در ماده با سرعت های سیال کمتر حرکت می کند.

راکتور بستر پرشده: راکتور به نقطه ای می رسد که با افزایش سرعت سیال، نیروی سیال روی جامدات برای متعادل کردن وزن ماده جامد کافی باشد. در این سرعت سیال شدن کم، این مرحله به عنوان سیال شدن اولیه شناخته می شود. هنگامی که از این حداقل سرعت فراتر رود، محتویات بستر راکتور منبسط شده و به اطراف می چرخد، شبیه به یک مخزن هم زده یا یک دیگ آب جوش.

راکتور بستر سیال: بسته به پارامترهای عملیاتی و ویژگی های فاز جامد، رژیم های جریان مختلفی را می توان در این راکتور مشاهده کرد. هنگامی که از این حداقل سرعت فراتر رود، محتویات بستر راکتور منبسط شده و به اطراف می چرخد، شبیه به یک مخزن هم زده یا یک دیگ آب جوش.

راکتورهای بستر سیال در تصفیه خانه های فاضلاب

فاضلاب طبیعی در گیاه جمع می شود و آزادانه در آن جریان می یابد. برای بهینه سازی فرآیندهای فیزیکی و بیولوژیکی، یک محدودیت یکپارچه تضمین می کند که جریان یکسان است. با این روش هیچ قطعه چرخشی در فاضلاب وجود ندارد. فاضلاب با استفاده از هوای فشرده و پمپ هوایی بدون نیاز به تعمیر و نگهداری حمل می شود.

تصفیه خانه فاضلابشامل موارد زیر است

تمیز کردن مکانیکی

فاضلاب آلوده به زباله های درشت در یک شیب آزاد به داخل کارخانه می ریزد که با مرحله تمیز کردن مکانیکی تکمیل می شود. جداسازی مکانیکی مواد درشت را در مرحله اول جدا می کند (جداسازی توسط گرانش). علاوه بر این، مرحله تمیز کردن مکانیکی، لجن اضافی حاصل از فرآیند بیولوژیکی را ذخیره می کند.

راکتور بستر سیال

در راکتور بستر سیال، پساب به طور منظم تخلیه می شود. یک سیستم هوادهی که به درستی ساخته شده باشد، تهویه حباب خوبی تولید می کند. در نتیجه میکروارگانیسم ها اکسیژن دریافت می کنند و کل محتویات راکتور با هم ترکیب می شوند. هوای فشرده توسط یک دمنده تولید می شود. میکروب ها به پلاستیک میکروسکوپی متصل می شوند.

محفظه ته نشینی ثانویه

ته نشینی فاضلاب تصفیه شده را از مواد زیستی در محفظه ته نشینی ثانویه جدا می کند. یک پمپ هوایی، زیست توده رسوب را در فواصل منظم به عنوان لجن اضافی به پیش محفظه می رساند.

مزایای راکتورهای بستر سیال

1: اختلاط یکنواخت ذرات: بسترهای سیال مانند بسترهای بسته بندی شده به دلیل ماهیت سیال مانند ذاتی مواد جامد از اختلاط ضعیف رنج نمی برند. این اختلاط کامل یک نتیجه ثابت را تضمین می کند، که می تواند در طراحی های دیگر راکتور به سختی به دست آید. حذف گرادیان های غلظت شعاعی و محوری باعث بهبود تماس مایع و جامد می شود. برای کارایی و کیفیت واکنش بسیار مهم است.

2: گرادیان های دما که سازگار هستند: بسیاری از واکنش های شیمیایی نیاز به افزودن یا حذف گرما دارند. مناطق گرم یا سرد موضعی داخل بستر واکنش، که در بسترهای پر شده رایج هستند، در یک محیط سیال مانند FBR اجتناب می شود. نوسانات دمای محلی، به ویژه نقاط داغ، می تواند باعث تخریب محصول در انواع دیگر راکتورها شود. در نتیجه، FBR ها برای فرآیندهای گرمازا ایده آل هستند. محققان کشف کردند که FBR ها ضرایب انتقال حرارت از بستر به سطح قابل توجهی دارند.

3: عملکرد مداوم راکتور: بستر سیال امکان خروج مداوم محصول و ورود واکنش دهنده های جدید به ظرف واکنش را فراهم می کند. با توجه به حذف شرایط راه‌اندازی در فرآیندهای دسته‌ای، تولیدکنندگان ممکن است کالاهای مختلف خود را زمانی که در حالت فرآیند پیوسته کار می‌کنند، به طور مؤثرتری ایجاد کنند.

4: نیاز به تعمیر و نگهداری بسیار کم است: FBP یک یا دو بار در سال برای اطمینان از عملکرد صحیح نیاز به تعمیر و نگهداری دارد.

5: سیستم اثبات شده: FBP یک فناوری پیشرفته تصفیه فاضلاب است که از نظر علمی اثبات شده است.