Che cos'è un letto fluido?
Un letto fluidizzato è una miscela di particelle solide insieme a gas, fluido o aria che viene spesso rilasciata da sotto. La miscela generalmente si comporta come un fluido sotto la pressione di qualunque mezzo venga aggiunto durante il processo. Tipicamente fluente come fluido con gravità, la sostanza sospesa può anche essere spostata con pompe liquide. Le centrali elettriche a carbone utilizzano spesso tale materiale fluidizzato per un efficiente trasferimento di calore e controllo dell'inquinamento, e il processo viene talvolta utilizzato per rivestire oggetti nella produzione e nella lavorazione degli alimenti. Il reattore a letto fluidizzato fu sviluppato per la prima volta negli anni '20 e utilizzato per scopi industriali negli anni '60.
Il fluido può essere fatto passare su particelle solide e gas rilasciato dal basso in un letto fluidizzato. Aria e liquidi possono anche essere espulsi da sotto un recipiente di contenimento. Sul fondo è in genere una piastra di distribuzione, che ha una serie di fori da cui fluisce il fluido per sospendere la miscela. Il punto minimo di fluidizzazione è la velocità con cui la massa di particelle solide può essere sospesa.
La velocità dipende dalla pressione desiderata sulla sostanza sospesa e dalla dimensione delle particelle. Esistono quattro gruppi generali in base alle dimensioni, sviluppati negli anni '70, che si chiama raggruppamento di Geldart. Un letto fluidizzato circolante in genere aggiunge molta energia al fluido, il che aiuta a sospendere particelle relativamente grandi. I grani possono quindi essere separati in base alle dimensioni. Altre varianti includono un letto fisso, che di solito ha un flusso costante di fluido; e letti vibranti fluidificati per manipolare meccanicamente particelle.
I sistemi a letto fluido sono spesso utilizzati nelle centrali elettriche a carbone. La miscela di carbone e gas consente la combustione a temperature inferiori a quelle che generalmente provocano il rilascio di ossido di azoto. Anche gli inquinanti di zolfo possono essere catturati e un tale sistema consente anche al carbone di bruciare in modo più efficiente. È anche possibile bruciare i rifiuti urbani in questo modo, poiché il sistema è generalmente efficiente nel bruciare e trattenere gli inquinanti.
A seconda del design, è possibile utilizzare un letto fluidizzato per i metalli verniciati a polvere. Una polvere bollente e una miscela d'aria possono essere sparse su un metallo immerso in una camera. Gli alimenti come le verdure a fette vengono spesso congelati se inseriti in una miscela criogenica prima di essere confezionati e spediti. Il processo di congelamento può essere accelerato a causa del contatto tra i pezzi di cibo sospesi e l'aria o il composto congelati nella camera.