ينطوي مبدأ مفاعل القاع المميَّع (FBR) على تعليق الجسيمات الصلبة في وسط مائع، عادة ما يكون غازاً أو سائلاً، لإنشاء خليط شبيه بالسوائل يعزز نقل الحرارة والكتلة، فضلاً عن كفاءة التفاعل. ويتم تحقيق ذلك من خلال تمرير السائل عبر طبقة من الجسيمات الصلبة بسرعة كافية للتغلب على قوة الجاذبية المؤثرة على الجسيمات، مما يجعلها تتمدد وتتصرف ديناميكيًا مثل السوائل.
الشرح التفصيلي:
-
الشروط الأولية والتميع:
-
في مفاعل القاع المميع، يتم دعم الركيزة الصلبة، التي غالبًا ما تكون محفزًا أو مادة خاملة مثل الرمل، في البداية بواسطة صفيحة مسامية تعرف باسم الموزع. عندما يتم إدخال السائل (غاز أو سائل) بسرعات منخفضة، تظل المواد الصلبة ثابتة، ويتصرف الإعداد مثل مفاعل القاع المميع. ومع ذلك، مع زيادة سرعة المائع، يتم الوصول إلى نقطة حرجة حيث تساوي القوة الصاعدة التي يبذلها المائع وزن الجسيمات الصلبة. وتحدث هذه النقطة، المعروفة باسم التميع الأولي، عند الحد الأدنى لسرعة التميع.الانتقال إلى التميع:
-
بمجرد تجاوز الحد الأدنى لسرعة التميع، تبدأ طبقة المواد الصلبة في التمدد والامتزاج ديناميكياً، بما يشبه السائل المغلي. وتتميز هذه الحالة بالطبقة المميعة التي تتميز بتدوير وخلط الجسيمات الصلبة، مما يعزز التلامس بين السائل والجسيمات الصلبة، وبالتالي تحسين نقل الحرارة وحركية التفاعل.
-
المزايا والتطبيقات:
-
توفر مفاعلات القاع المميَّعة العديد من المزايا مقارنةً بأنواع المفاعلات الأخرى، بما في ذلك الخلط المنتظم للجسيمات وتدرجات الحرارة. وهذا التوحيد أمر بالغ الأهمية لتحقيق جودة منتج متسقة وإدارة فعالة للحرارة، خاصة في التفاعلات الطاردة للحرارة حيث يمكن أن تؤدي البقع الساخنة المحلية إلى تدهور المنتج. إن قدرة القاع المميعة على توزيع الحرارة والمواد المتفاعلة بشكل موحد يجعلها مثالية لمختلف التطبيقات الصناعية، مثل تحويل الكتلة الحيوية إلى زيت حيوي وتكرير البترول والتخليق الكيميائي.أنواع مفاعلات القاع المميعة:
-
هناك أنواع مختلفة من مفاعلات القيعان المميعة بما في ذلك مفاعلات القيعان المميعة الفقاعية ومفاعلات القيعان المميعة الدائرية. ويعمل كل نوع في ظروف محددة ويناسب تطبيقات معينة، اعتمادًا على معدلات التفاعل المطلوبة واحتياجات نقل الحرارة ومواصفات المنتج.
دور الغاز الخامل:
