مفاعل القاع المميَّع (FBR) هو نوع متخصص من المفاعلات المستخدمة في التفاعلات الكيميائية متعددة الأطوار، حيث يتم تمرير سائل (إما غاز أو سائل) من خلال مادة حبيبية صلبة، عادة ما تكون مادة حفازة، بسرعات عالية بما يكفي لتعليق المادة الصلبة وجعلها تتصرف مثل السائل. توفر هذه العملية، المعروفة باسم التميع، العديد من المزايا مثل الخلط المحسّن، وتحسين نقل الحرارة، والقدرة على التعامل مع مجموعة واسعة من أحجام الجسيمات، مما يجعل من مفاعلات التحويل المائعة متعددة الاستخدامات لمختلف التطبيقات الصناعية.
ملخص الإجابة:
يعمل مفاعل القيعان المميعة عن طريق تمرير سائل من خلال محفز صلب بسرعات كافية لتميع المادة الصلبة، مما يخلق بيئة ديناميكية مواتية للتفاعلات الكيميائية. هذه التقنية مفيدة بشكل خاص في صناعات مثل البترول، حيث تُستخدم في عمليات مثل التكسير التحفيزي لتحويل الزيوت الثقيلة إلى منتجات أخف.
-
شرح تفصيلي:مبدأ التميع:
-
في تقنية FBR، يتم دعم المحفز الصلب في البداية بواسطة صفيحة مسامية تسمى الموزع. ومع زيادة سرعة المائع، تصل إلى نقطة (الحد الأدنى لسرعة التميع) حيث تساوي القوة الصاعدة للسائل وزن الجسيمات الصلبة. وبعد هذه النقطة، تبدأ الجسيمات الصلبة في التحرك بحرية، وتتمدد وتدور في المفاعل، على غرار الماء المغلي. هذه الحالة ضرورية لتشغيل مفاعل القاعية المميعة لأنها تضمن الخلط والتلامس الجيد بين المتفاعلات، مما يعزز كفاءة التفاعلات الكيميائية.
-
أنواع مفاعلات القاع المميعة:
-
يوجد في المقام الأول نوعان من مفاعلات القاع المميعة المميعة: مفاعلات القاع المميعة الفقاعية ومفاعلات القاع المميعة الدائرية. ويعتمد الاختيار بينهما على المتطلبات المحددة للتفاعل وخصائص المراحل الصلبة والسائلة. وتتميز القيعان الفقاعية بتكوين فقاعات في القاع، في حين أن القيعان الدائرية تنطوي على دوران مستمر للمواد الصلبة والغازات، مما قد يؤدي إلى ارتفاع كفاءة التلامس بين الغاز والصلب.التطبيقات الصناعية:
تُستخدم قيعان التجميع الحراري على نطاق واسع في صناعات مثل تكرير البترول، حيث تُعد ضرورية لعمليات مثل التكسير التحفيزي. كما أنها تستخدم في تحويل الكتلة الحيوية، حيث تساعد في إنتاج الزيت الحيوي. في تطبيقات الكتلة الحيوية، غالبًا ما تُستخدم المواد الخاملة مثل الرمل لتعزيز ديناميكيات السوائل وخصائص نقل الحرارة في المفاعل.
