يعمل مفاعل القاعية المميعة (FBR) عن طريق تمرير سائل (غاز أو سائل) عبر مادة حبيبية صلبة بسرعات عالية، مما يجعل المادة الصلبة تتصرف مثل السوائل. وتعمل عملية التميع هذه على تعزيز نقل الحرارة والتفاعلات الكيميائية، مما يجعل مفاعلات القاع المميعة عالية الكفاءة في مختلف التطبيقات الصناعية.
شرح مفصل:
-
عملية التميع:
-
في مفاعل التوليد بالتمييع، يتم دعم المادة الصلبة، التي غالباً ما تكون محفزاً، في البداية بواسطة صفيحة مسامية تسمى الموزع. عندما يتم إدخال سائل من خلال هذا الموزع بسرعات منخفضة، يتصرف الإعداد مثل مفاعل القاع المعبأ، مع بقاء المادة الصلبة ثابتة. ولكن مع زيادة سرعة المائع، تصل إلى نقطة حرجة تُعرف باسم سرعة التميع الدنيا. وعند هذه النقطة، تتساوى القوة الصاعدة التي يبذلها السائل مع وزن الجسيمات الصلبة، مما يجعلها تصبح طافية وشبيهة بالسوائل. ويمثل هذا الانتقال بداية التميع، حيث تبدأ الجسيمات الصلبة في التمدد والتحرك ديناميكيًا داخل المفاعل.
- مزايا التميع:تعزيز نقل الحرارة:
- تسمح الحالة المميعة بانتقال الحرارة بشكل ممتاز بين الجسيمات الصلبة والسائل، وهو أمر حاسم للحفاظ على درجة حرارة موحدة ومنع البقع الساخنة في المفاعل. وهذا أمر مهم بشكل خاص في التفاعلات الطاردة للحرارة أو الماصة للحرارة حيث يكون التحكم في درجة الحرارة أمرًا بالغ الأهمية.زيادة مساحة التلامس:
- تؤدي الحركة الديناميكية للجسيمات الصلبة في الحالة المميعة إلى زيادة مساحة السطح للتلامس بين المادة الصلبة والسائل، وبالتالي تعزيز معدل التفاعلات الكيميائية. وهذا مفيد للتفاعلات التحفيزية حيث يكون المحفز في الحالة الصلبة.التشغيل المستمر:
-
يمكن أن تعمل مفاعلات التوليد الحراري الحراري بشكل مستمر، مما يسمح بالإدخال المستمر للمواد المتفاعلة وسحب النواتج. هذا التشغيل المستمر يلغي الحاجة إلى إجراءات بدء التشغيل وإيقاف التشغيل المرتبطة بالعمليات على دفعات، مما يحسن الكفاءة والإنتاجية.التطبيقات الصناعية:
-
تُستخدم مفاعلات بنزين الوقود الأحفوري في صناعات مختلفة، بما في ذلك تحويل الكتلة الحيوية وتكرير البترول والتصنيع الكيميائي. على سبيل المثال، في مجال تحويل الكتلة الحيوية، تُستخدم مفاعلات التوليد الحراري الموزعة لإنتاج الزيت الحيوي. ونظرًا لانخفاض كثافة الكتلة الحيوية، غالبًا ما تستخدم المواد الخاملة مثل الرمل لتوفير الاستقرار والمساعدة في تسخين الكتلة الحيوية. ويتم تصميم أنواع مختلفة من مفاعلات القيعان المميعة المائعة، مثل مفاعلات القاع المميعة الفقاعية والدائرية، لتطبيقات محددة بناءً على متطلبات التفاعل وخصائص المراحل الصلبة والسائلة.
دور الغاز الخامل:
