Co to jest fluidyzacja?
Fluidyzacja to zjawisko, w którym rozdrobnione ciało stałe, np. ziarna katalizatora, piasek lub granulat, zostaje zawieszone w strumieniu płynu przepływającego ku górze. W przemyśle chemicznym najczęściej chodzi o przepływ gazu przez warstwę drobnych cząstek stałych.
Gdy prędkość gazu jest odpowiednio duża, siła oporu przepływu równoważy ciężar ziaren. Warstwa materiału zaczyna zachowywać się podobnie do cieczy: miesza się, faluje i może być łatwo transportowana lub intensywnie kontaktowana z gazem.
Warstwa fluidalna
Układ, w którym zachodzi fluidyzacja, nazywa się warstwą fluidalną. Powstaje ona po przekroczeniu tzw. minimalnej prędkości fluidyzacji. Poniżej tej prędkości gaz tylko przepływa przez nieruchome złoże. Powyżej — cząstki unoszą się i pozostają w stanie zawieszenia.
Zastosowania fluidyzacji
Fluidyzację wykorzystuje się m.in. w:
- suszeniu materiałów sypkich,
- spalaniu w kotłach fluidalnych,
- reakcjach katalitycznych,
- granulacji i powlekaniu cząstek,
- krakingu katalitycznym w przemyśle petrochemicznym.
Dlaczego fluidyzacja jest korzystna?
Fluidyzacja zapewnia bardzo dobry kontakt między gazem a ciałem stałym. Dzięki temu poprawia się wymiana ciepła i masy, a proces może przebiegać szybciej i bardziej równomiernie.
Ważne rozróżnienie egzaminacyjne
Fluidyzacji nie należy mylić z:
- sedymentacją — opadaniem cząstek pod wpływem grawitacji,
- flotacją — wynoszeniem cząstek na powierzchnię cieczy przez pęcherzyki gazu,
- ekstrakcją — rozdzielaniem składników mieszaniny za pomocą rozpuszczalnika.
W pytaniach egzaminacyjnych określenie: „rozdrobnione ciało stałe zawieszone w przepływającym ku górze strumieniu gazu” oznacza właśnie fluidyzację.