Wat is een wervelbed?
Een wervelbed is een mengsel van vaste deeltjes samen met gas, vloeistof of lucht die vaak van onderaf wordt vrijgegeven. Het mengsel gedraagt zich in het algemeen als een vloeistof onder de druk van welk medium tijdens het proces wordt toegevoegd. Meestal stroomt het als een vloeistof met zwaartekracht, de gesuspendeerde substantie kan ook worden verplaatst met vloeistofpompen. Kolencentrales gebruiken vaak dergelijk gefluïdiseerd materiaal voor efficiënte warmteoverdracht en vervuilingsbeheersing, en het proces wordt soms gebruikt om objecten te coaten bij de productie en voedselverwerking. De wervelbedreactor werd voor het eerst ontwikkeld in de jaren 1920 en werd in de jaren 1960 voor industriële doeleinden gebruikt.
Vloeistof kan over vaste deeltjes worden geleid en gas kan van onderaf in een wervelbed worden afgegeven. Lucht en vloeistoffen kunnen ook van onder een insluitingsvat worden gedwongen. Op de bodem bevindt zich typisch een verdeelplaat, die een reeks gaten heeft waaruit vloeistof stroomt om het mengsel te suspenderen. Het minimale fluïdisatiepunt is de snelheid waarin de massa vaste deeltjes kan worden gesuspendeerd.
De snelheid is afhankelijk van de gewenste druk op de gesuspendeerde substantie en de grootte van de deeltjes. Er zijn vier algemene groepen op basis van grootte, ontwikkeld in de jaren 1970, die Geldart-groepering wordt genoemd. Een circulerend wervelbed voegt typisch veel energie aan de vloeistof toe, wat helpt om relatief grote deeltjes te suspenderen. De korrels kunnen vervolgens worden gescheiden op basis van grootte. Andere variaties omvatten een stationair bed, dat gewoonlijk een constante stroom vloeistof heeft; en vibrerende gefluïdiseerde bedden voor mechanisch manipuleren van deeltjes.
Fluidized bed systems worden vaak gebruikt in kolencentrales. Het mengsel van steenkool en gas maakt verbranding mogelijk bij temperaturen lager dan wat typisch resulteert in het vrijgeven van stikstofoxide. Zwavelverontreinigende stoffen kunnen ook worden afgevangen, en een dergelijk systeem maakt het ook mogelijk kolen efficiënter te verbranden. Het is ook mogelijk om stedelijk afval op deze manier te verbranden, omdat het systeem over het algemeen efficiënt is in het verbranden en vasthouden van verontreinigende stoffen.
Afhankelijk van het ontwerp kan een wervelbed worden gebruikt voor het poedercoaten van metalen. Een kokend poeder en luchtmengsel kan worden uitgespreid over een metaal dat in een kamer is gedompeld. Voedingsmiddelen zoals gesneden groenten worden vaak ingevroren wanneer ze in een cryogeen mengsel worden geplaatst voordat ze worden verpakt en verzonden. Het invriesproces kan worden versneld vanwege het contact tussen de gesuspendeerde stukken voedsel en de bevroren lucht of verbinding in de kamer.