Što je fluidizacija?

Fluidizacija je proces u kojem se plin ili tekućina upuhuje prema gore i ravnomjerno kroz sloj čvrstih čestica dovoljnom snagom da se čestice podignu i pomiču unutar spremnika. Čestice se dobro miješaju jedna s drugom i s tekućinom ili plinom. Ova smjesa pruža izvrstan medij za prijenos topline ili prijenos mase s plina ili tekućine na krute tvari i obrnuto. Zbog toga se fluidizirani slojevi koriste u raznim industrijskim primjenama, uključujući proizvodnju polimera, rafinaciju nafte, izgaranje i druge procese koji uključuju fizičke, kemijske i biološke operacije. Većina aplikacija koristi plin, a ne tekućinu, kao fluidizirajuću tvar.

Protok plina u fluidizaciji djeluje prema gore na sloj. Pri vrlo maloj brzini, ova sila je preslaba da pomakne čestice. Kako se brzina povećava, postiže se točka u kojoj je sila prema gore nešto veća od sile gravitacije koja djeluje prema dolje koja djeluje na krevet. Ovo je početak fluidizacije.

Čestice se počinju odvajati jedna od druge i vibrirati. Ako brzina plina nastavi rasti, čestice će se širiti dalje i kretati se snažnije. Vrlo velike brzine će poslati čestice da se divlje vrte oko spremnika. Dakle, fluidizacija se može fino podesiti kako bi se osigurao niz uvjeta sloja od glatkih do turbulentnih.

Plinski fluidiziran sloj zapravo se ponaša kao tekućina. Zamislite da je mali teški predmet bačen u posudu u kojoj se nalazi plinski fluidiziran sloj. Predmet će potonuti na dno posude. Isti predmet pao na fiksiran ili nefluidiziran sloj jednostavno će ležati na mjestu gdje stane na čvrstu površinu.

Ponašanje sloja nalik tekućini važno je s inženjerskog stajališta. Smjesa plin-kruta može se transportirati poput tekućine; na primjer, može se cijevovoditi od mjesta do mjesta. Osim toga, kretanje sloja se može opisati i predvidjeti korištenjem matematičkih jednadžbi iz hidrodinamike, proučavanja kretanja fluida.

Neki procesi fluidizacije posebno ciljaju na čvrste čestice i mijenjaju ih kako bi se postigao određeni krajnji proizvod ili svrha. Čestice se mogu sušiti, pržiti, spaljivati ​​ili na neki drugi način fizički, kemijski ili biološki mijenjati dok se fluidiziraju. U drugim slučajevima, čestice služe kao katalizator, što znači da pomažu u odvijanju reakcija, ali se zapravo ne mijenjaju reakcijama ili dijelom krajnjih proizvoda. Fluidizirani katalitički procesi obično se koriste u preradi nafte, na primjer, za proizvodnju benzina iz nafte.