Fluidisatie

Fluidisatie is een proces waarbij een bed van vaste korrels wordt opgeheven door een opgaande stroom van gas of vloeistof, zodat het bed zich gedraagt als een fluïde massa. Bij voldoende opwaartse kracht bereikt de opwaartse druk de zwaartekracht op de korrels (minimum fluidization velocity, Umf), waardoor het bed expandeert, mengt en een betere warmte- en massatransfer tussen gas en vaste stof mogelijk maakt.

Het principe berust op de balans tussen opwaartse drijfkracht en gewicht van de korrels. In gas-fluidisatie treedt vaak bubbelvorming op en ontstaan er lokale stromingen en circulatiepatronen binnen het bed. De gedrag van het bed hangt af van de eigenschappen van deeltjes (grootte, dichtheid, cohesie) en van de kenmerken van de fluïdum. De Geldart-indeling beschrijft hoe deeltjes reageren op fluidisatie; groepen A en B zijn doorgaans fluidiseerbaar, C en D vertonen cohesie- of kanalisatieproblemen.

Fluidisatie kent verschillende toepassingsvormen. Gas-fluidiseerde bedreactoren worden veel gebruikt in chemische omzetting en katalytische processen, droog- en coatingtechnieken, en granuleringsprocessen. Een verwante technologie is het circulerend fluidiseerde bed (CFB), waarbij de vaste deeltjes continu tussen het hoofdbed en een scheider circuleren. Ook vloeistof-fluidisatie (slurry-fluidisatie) speelt een rol in bepaalde biochemische en chemische systemen.

Voordelen van fluidisatie zijn onder meer verbeterde gas-solid contact, gelijkmatige temperatuur, snellere warmte- en massatransfer en betere menging. Nadelen zijn hogere drukval en mechanische slijtage, risico op defluidisatie of channeling bij cohesieve of zeer fijne deeltjes, schaal- en procesontwerpuitdagingen, en gevoeligheid voor vocht en verontreinigingen. Doel van ontwerp is stabiele fluidisatie met acceptabele drukval en voldoende bedmateriaal.

---