上一講我們說過流化床實際上就是一種傳統的氣固強化設備，一般情況下可以滿足大部分工藝流程的需要。比如說流化床干燥，其生產能力就已經可以達到傳統干燥設備的3-4倍。排除上一期說到的各種局限，如果能對其進行普及就已經具有了一定意義。

而撞擊流氣固強化設備可以說進一步放大了流化床的優勢與局限性。相對于流化床，撞擊流接觸設備，氣流速度更快，氣固傳質效率更高，顆粒破碎效果更好。于此同時帶來的問題就是能耗與流化床相比稍低，但是在同一級別。從效率上來說，撞擊流的傳質效果更好，對于干燥工況，部分顆粒可以在分鐘級甚至秒級的停留時間內完成干燥。由于傳質效率增大，熱量與氣量的損失小于流化床。但是這不能從根本上解決氣固強化設備的大氣量以及較高能耗的問題。

我們來看撞擊流設備的原理，之前在專欄文章中有過介紹，在這里重復一下，撞擊流的基本結構是兩個相對的流道或者噴射器。在相對的流道中流體以高速通過對于氣體這個速度在10-30s之間，這這一段中固體隨著氣體一起被加速。噴口之間的區域就是撞擊區，從噴口噴出的流體速度相等，因此在撞擊區內相互撞擊，沿噴口方向速度變為0，最后從垂直噴口的方向離開撞擊區。

撞擊流過程的基本描述

與氣體不同，固體顆粒密度較高，慣性較大，會繼續向前運動，在反向氣流的作用下逐漸減速，然后被方向加速。如此幾次，固體顆粒可以在撞擊區內做若干次阻尼振蕩。隨后失去動量脫離撞擊區。

從流體力學的角度來看，由于存在固體與氣體的反向運動，氣體與固體間的平均速度很快，同時氣體的撞擊是一個耗散過程，在撞擊區內會形成劇烈的氣體湍流，氣體與固體間的傳質傳熱可以非常高效的進行。另外顆粒會在撞擊區發生相撞，導致顆粒進一步破碎提高效率。

目前從撞擊流設備的實現角度來看有多種實現形式，比較常見的是直接撞擊形式，這種撞擊形式主要用于煤粉干燥以及燃燒，是撞擊流設備中最為原始與經典的應用，這個結構看似簡單但是容錯率非常低，兩個噴射器要完全對中，同時對氣路的控制要求也較高。為了實現未燃燒的煤粉回用還需要采用旋風分離器，整個體系的設計與配置都有一難度，主要的問題就是氣體流動手壓強影響很大。

另外一種形式就是旋轉撞擊形式，這種撞擊形式解決了對噴射器對中的要求，在一個類似旋風分離器的空腔內將兩個流體以切線形式引入，在空腔內實現撞擊。這種形式結構更加簡單，但是在對控制要求不高，但是無法將出口粉體引入旋風分離器，導致這種設備只能適用于停留時間較短的干燥過程。

旋轉式撞擊流

最后就是噴動流化床形式，這種形式操作條件要求最低，類似于傳統流化床。噴動流化床中不需要保證兩根加速管內流體速度與固體含量一致，甚至不要求撞擊面在撞擊區的中心。顆粒經過撞擊后自動下落回到流化床底部。這樣一來有利于顆粒在反應器內的長時間停留，適用于干燥需求時間較長的情況。噴動流化床從流程上是最容易實現氣固撞擊流的結構。

噴動流化床形式的撞擊流干燥系統

從目前來看，無論采用何種氣固強化的形式，都面臨著市場應用的問題，還是之前提到的一點，干燥在化工整體流程中并非一個重要的核心流程，其效率對整體影響不大，有大量操作方便的設備可以湊合，因此應用上并非特別廣闊。至于氣固燃燒器由于是燃燒，燃燒效率提高會帶來一系列的好處，因此在這方面有一定應用。整體來看氣固反應的強化并不是過程強化的重點。

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