Qu'est-ce qu'un lit fluidisé?
Un lit fluidisé est un mélange de particules solides et de gaz, de fluide ou d’air souvent libéré par le dessous. Le mélange se comporte généralement comme un fluide sous la pression de n'importe quel milieu ajouté au cours du processus. S'écoulant généralement sous forme de fluide gravitaire, la substance en suspension peut également être déplacée à l'aide de pompes à liquide. Les centrales au charbon utilisent souvent ce matériau fluidisé pour un transfert de chaleur efficace et un contrôle de la pollution, et le processus est parfois utilisé pour revêtir des objets lors de la fabrication et de la transformation des aliments. Le réacteur à lit fluidisé a été développé pour la première fois dans les années 1920 et utilisé à des fins industrielles dans les années 1960.
Le fluide peut être passé sur les particules solides et le gaz libéré par le dessous dans un lit fluidisé. L'air et les liquides peuvent également être expulsés sous un récipient de confinement. Sur le fond se trouve généralement une plaque distributrice, qui comporte une série de trous à partir desquels un fluide s'écoule pour suspendre le mélange. Le point minimum de fluidisation est la vitesse à laquelle la masse de particules solides peut être suspendue.
La vitesse dépend de la pression souhaitée sur la substance en suspension ainsi que de la taille des particules. Il existe quatre groupes généraux basés sur la taille, développés dans les années 1970 et appelés groupe de Geldart. Un lit fluidisé en circulation ajoute généralement beaucoup d'énergie au fluide, ce qui aide à suspendre des particules relativement grosses. Les grains peuvent ensuite être séparés en fonction de leur taille. D'autres variantes comprennent un lit fixe, qui a généralement un écoulement de fluide constant; et des lits fluidisés vibratoires pour manipuler mécaniquement les particules.
Les systèmes à lit fluidisé sont souvent utilisés dans les centrales à charbon. Le mélange de charbon et de gaz permet une combustion à des températures inférieures à celles qui entraînent généralement la libération d'oxyde d'azote. Les polluants soufrés peuvent également être capturés et un tel système permet également au charbon de brûler plus efficacement. Il est également possible de brûler les déchets municipaux de cette manière, car le système est généralement efficace pour brûler et retenir les polluants.
Selon la conception, un lit fluidisé peut être utilisé pour le revêtement en poudre de métaux. Une poudre bouillante et un mélange d’air peuvent être dispersés sur un métal plongé dans une chambre. Les aliments tels que les légumes coupés en tranches sont souvent congelés lorsqu'ils sont placés dans un mélange cryogénique avant d'être emballés et expédiés. Le processus de congélation peut être accéléré en raison du contact entre les morceaux d'aliments en suspension et l'air ou le composé gelé dans la chambre.