fluïdiseringen

Fluïdisering, ook wel fluidisatie genoemd, is een proces waarbij een bed van vaste deeltjes door een opwaartse stroom van een fluïdum (meestal gas, zoals lucht) zodanig wordt bewogen dat het bed zich als een vloeistof gaat gedragen. De overgang vindt plaats wanneer de opwaartse krachten van het fluïdum de gewichtskracht van de deeltjes gedeeltelijk opheffen, wat leidt tot bedexpansie en intensieve menging. Bij een verdere verhoging van de stromingssnelheid ontstaan verschillende stromingsregimes, zoals bubbling en turbulent fluidization, afhankelijk van de flow- en bedkenmerken.

Mechanisch gezien gaat fluidisatie gepaard met een minimum fluidisatievelocity; erboven nemen het porievolume en de contactoppervlakken toe, waardoor warmte- en massaoverdracht verbeteren. De hydrodynamica van fluidiseerde bedden wordt vaak beschreven met benaderingen uit de gas-vaste-stoffen-verhoudingen en met empirische karakteristieken van de bedstructuur. In de praktijk kunnen bedden verschillende regimes vertonen, wat van invloed is op stabiliteit, schaalbaarheid en onderhoud.

Toepassingen: fluidized beds worden veel gebruikt in de chemische en petrochemische industrie voor gas-solid en gas-liquid processen, zoals katalytische cracking en verbranding van kolen en biomassa; daarnaast worden ze toegepast bij droging, coaten en granulatiewerkflows in de farmaceutische en voedingsindustrie.

Voordelen en uitdagingen: de belangrijkste voordelen zijn hoge warmte- en massaoverdracht, uitstekende menging en betere temperatuurregeling, waardoor processen efficiënter kunnen verlopen. Uitdagingen omvatten erosie van wanden en onderdelen, entrainment van deeltjes, defluidisatie bij ongunstige operationele condities en de complexiteit van schaalvergroting, wat zorgvuldige ontwerp- en regelstrategy vereist, inclusief gasverdeling en afzuiging.

Historisch gezien ontwikkelde fluidisatie zich in de 20e eeuw tot een gevestigde technologie in de procesindustrie, met toepassingen die sinds medio twintigste eeuw wijdverbreid zijn.