Fluidisierung

Fluidisierung ist ein Prozess in der Verfahrenstechnik, bei dem ein Feststoffbett durch das Durchströmen eines Fluids von unten in einen fluidähnlichen Zustand überführt wird. Das Fluid hebt die einzelnen Partikeln suspendiert, sodass das Gemisch aus Feststoffen und Fluid wie eine klare oder belüftete Flüssigkeit wirkt. Typischerweise kommt Gas von unten durch das Bett oder es wird eine Flüssigkeit durch das Bett gepumpt. Sobald die Fluidisierung beginnt, steigt die Durchmischung und die Wärme- sowie Stoffübertragung zwischen Partikeln und Fluid verbessert sich signifikant.

Der Betrieb hängt von der Fluidisierungsgeschwindigkeit ab. Es existiert eine Mindestfluidisierungsgeschwindigkeit, bei der der Druckabfall durch das Bett nahe dem Gewicht der Partikel bleibt. Mit höheren Geschwindigkeiten entstehen komplexe Strömungsphänomene wie Blasenbildung, Holdups und Mischprozesse, die das hydrodynamische Verhalten bestimmen. Die Geldart-Klassifikation der Partikel hilft vorherzusagen, ob ein Pulver gut fluidisiert, schlecht fluidisiert oder neigt zu Agglomeration ist.

Standardspezifische Varianten umfassen gasfluidisierte Betten und flüssigfluidisierte Betten. Gasfluidisierung kommt oft in chemischen Reaktoren, Trocknern, Beschichtungs- und Granulationsprozessen zum Einsatz. Flüssigfluidisierung wird gelegentlich in speziellen Trenn- oder Reaktionssystemen verwendet, in denen eine Flüssigkeit als Fluidisierungsmittel dient.

Anwendungen reichen von fluidisierten Bettreaktoren für heterogene Katalyse über Trocknung, Coating, Granulation bis hin zu Verbrennung, Pyrolyse und Biomasseprozessen. Vorteile sind gute Wärme- und Stoffübertragung, gleichmäßige Temperaturverteilung und einfache Handhabung von Feststoffen. Nachteile können Erosion, Teilchenabnutzung, Entwaschung von Feinstpartikeln und Defluidisierung unter feuchten oder staubigen Bedingungen sein.