Fließbett

Fließbett (fluidized bed) bezeichnet ein Festbett aus körnigen Feststoffen, das durch eine aufwärts gerichtete Gasströmung in Suspension gehalten wird. Wird die Gasgeschwindigkeit über die minimale Fluidisierungsgeschwindigkeit Umf erhöht, lösen sich die Teilchen vom Boden, sie bewegen sich frei gegeneinander, und das Gemisch verhält sich wie eine Flüssigkeit. Dadurch entsteht ein homogener Wärme- und Stoffaustausch zwischen Gasphase und Feststoff.

Aufbau und Betrieb: Typische Anlagen verwenden eine Verteilerebene oder einen Bodenschnitt, eine Gasquelle und eine Abgas- bzw. Rückführung. Je nach Prozess kann es sich um stationäre Fließbetten handeln oder um zirkulierende Fließbetten (circulating fluidized bed, CFB). Wesentliche Prozessparameter sind die Gasgeschwindigkeit, Partikelgröße und -zusammensetzung sowie Temperatur und Druck. Oft wird das Gas durch Socke, Filter oder Zyklon getrennt, bevor es erneut ins System geführt wird.

Anwendungen: Fließbetten finden breite Anwendung in der Trocknung, Beschichtung, Granulierung und Pyrolyse. In der Energie- und Umwelttechnik werden sie für die Verbrennung oder Vergasung feststofflicher Brennstoffe und Biomasse genutzt. In der chemischen Industrie dienen Fließbetten als Reaktoren mit guter Temperaturführung und gutem Massenübertragungskapazität; in der Pharmazie und Lebensmitteltechnik kommen sie für Trocknungs- bzw. Beschichtungsprozesse zum Einsatz.

Vorteile und Herausforderungen: Zu den Vorteilen gehören hohe Wärme- und Stoffübertragung, gute Temperaturführung, minimierte Hot-Spots und gute Mischungseffekte. Herausforderungen sind Druckverlust, Partikelverluste durch Elutriation, Attrition feiner Fraktionen, Staubentwicklung und Bau- sowie Betriebskosten. Die Auslegung hängt stark von Partikeleigenschaften (Geldart-Typen), Gasart, Betriebstemperatur und Druck ab.

Zusammenfassend ist das Fließbett eine flexible Technologie für gleichmäßigen Temperatur- und Stoffaustausch zwischen Gas und Feststoff in einer Vielzahl industrieller Prozesse.