生物工程
膨胀床形成的必要条件以及与固定床吸附和流化床吸附的区别。
题目
膨胀床形成的必要条件以及与固定床吸附和流化床吸附的区别。
参考答案和解析
正确答案:
一、膨胀床与传统固定床的区别膨胀床的床层上部安装有可调节床层高度的调节器，当液体（料液或清洗液等）从床底以高于吸附剂最小流化速率的流速输入时，吸附剂床层产生膨胀，高度调节器上升，膨胀床状态下床层高度一般为固定床状态的2~3倍，床层空隙率高，允许菌体细胞或细胞碎片自由通过。膨胀床吸附操作可直接处理菌体发酵液或细胞匀浆液，回收其中的目标产物，从而可节省离心或过滤等预处理过程，提高目标产物收率，降低分离纯化过程成本。这是膨胀床吸附操作的最大诱人之处。
二、膨胀床与流化床的区别流化床的吸附剂粒子和液体在床层内混合程度高，吸附效率低；膨胀床的吸附剂粒子基本悬浮于固定的位置，液体的流动与固定床相似，接近平推流，吸附效率高；膨胀床的形成需要特殊的吸附剂和设备结构。
三、膨胀床的形成
1.吸附剂
（1）磁性粒子。在外部磁场作用下，磁性粒子呈现稳定的膨胀状态。但磁性粒子膨胀床的缺点是设备复杂，需要换热设备分散电磁场热，在反复清洗过程中磁性粒子的稳定性较差。
（2）膨胀床专用的高密度吸附剂。如多孔玻璃和STREAMLINETM（6%琼脂糖凝胶包埋微米级石英晶体颗粒，以提高吸附剂密度）。高密度吸附剂的膨胀床流速约l00～300cm／h。有一定粒径和／或密度分布，在液体流速的分级作用下，大粒径或高密度吸附剂分布于床层底部附近，而小粒径或低密度吸附剂分布于床层的顶部，从而在床层内形成稳定的吸附剂分布
2.膨胀床的结构由特殊吸附剂和专业化设计的分离装置（主要包括流体分布器、高度调节器和膨胀床柱等）构成膨胀床底液体分布器应保证床截面的流速分布均匀，透过料液内的固形微粒子（如菌体细胞或其碎片）自由通过，吸附剂则具有截留作用。床层高度调节器的位置能自由改变，吸附操作过程中需恰好在膨胀床层的顶部，以减小吸附死区。
二、膨胀床与流化床的区别流化床的吸附剂粒子和液体在床层内混合程度高，吸附效率低；膨胀床的吸附剂粒子基本悬浮于固定的位置，液体的流动与固定床相似，接近平推流，吸附效率高；膨胀床的形成需要特殊的吸附剂和设备结构。
三、膨胀床的形成
1.吸附剂
（1）磁性粒子。在外部磁场作用下，磁性粒子呈现稳定的膨胀状态。但磁性粒子膨胀床的缺点是设备复杂，需要换热设备分散电磁场热，在反复清洗过程中磁性粒子的稳定性较差。
（2）膨胀床专用的高密度吸附剂。如多孔玻璃和STREAMLINETM（6%琼脂糖凝胶包埋微米级石英晶体颗粒，以提高吸附剂密度）。高密度吸附剂的膨胀床流速约l00～300cm／h。有一定粒径和／或密度分布，在液体流速的分级作用下，大粒径或高密度吸附剂分布于床层底部附近，而小粒径或低密度吸附剂分布于床层的顶部，从而在床层内形成稳定的吸附剂分布
2.膨胀床的结构由特殊吸附剂和专业化设计的分离装置（主要包括流体分布器、高度调节器和膨胀床柱等）构成膨胀床底液体分布器应保证床截面的流速分布均匀，透过料液内的固形微粒子（如菌体细胞或其碎片）自由通过，吸附剂则具有截留作用。床层高度调节器的位置能自由改变，吸附操作过程中需恰好在膨胀床层的顶部，以减小吸附死区。
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相似问题和答案
第1题：
生物质气化技术路线包括:()。
A、下吸式固定床气化
B、流化床气化
C、上吸式固定床气化
D、气流床气化
答案：ABCD
第2题：
据《大气污染治理工程技术导则》（HJ2000—2010），气态污染物常用的吸附设备有固定床、移动床和流化床等，工业应用宜采用()。
A:固定床
B:移动床
C:流化床
D:板式床
B:移动床
C:流化床
D:板式床
答案：A
解析：
第3题：
特别适宜与净化大气量污染废气的吸附器是()
A、固定床吸附器
B、移动床吸附器
C、流化床吸附器
参考答案：C
第4题：
加氢反应器的型式是（）。
- A、冷壁、固定床
- B、冷壁、流化床
- C、热壁、流化床
- D、热壁、固定床
正确答案:D
第5题：
形成流化床的必要条件？
正确答案: a、必须有一个容器。
b、容器内要有足够数量的固体颗粒，颗粒大小，比重、耐磨性能应满足要求。
c、要有流化介质，且流体要有足够的速度。
第6题：
在气化技术路线中,通常规模最小的是()。
A、下吸式固定床
B、上吸式固定床
C、流化床
D、气流床
答案：A
第7题：
当一种流体以不同速度通过颗粒床层时，可能出现以下情况（）。
- A、固定床、流化床；
- B、输送床、流化床；
- C、固定床、输送床；
- D、固定床、流化床、输送床。
正确答案:D
第8题：
按吸附剂的填充方式不同，动态吸附可分为（ ）。
A．固定床
B．逆流床
C．移动床
D．流化床
正确答案：ACD
第9题：
论述流化床与固定床的优缺点。
正确答案: 优点：
（1）由于固体粒子相互碰撞，不停运动，所以不容易局部过热。
（2）由于气体的大量取出和循环，带走大部分反应热，再加上激烈运动的粒子本身也起了将热传至它处的作用，所以流化床的传热比固定床快，温度较均匀且易控制。
（3）由于流化床的颗粒悬浮在流化床中，气固接触面积大，扩散阻力减小，所以流化过程中总的反应速度较大。
（4）由于流化床中，催化剂粒子和产品连续地进行补给和排出，这对于寿命较短或易衰减的催化剂来讲是突出的优点。
缺点：
由于床层物粒激烈混合，粒子在床内的运动呈弯流型，浓度比较均匀，与平推流相比，降低了反应速度，增加了付反应，使转化率降低。
由于新催化剂和产品颗粒连续注入和抽出，必然有部份新的粒子被抽出，也会有部份粒子长期留于反应器中，结果降低了催化剂的平均活性和原料的利用率，即降低催化剂的收率和原料的转化率。
流化床反应器靠大量循环气体使粒子流态化和传热，所以反应器体积大，设备的生产强度较低。
由于粒子对设备激烈碰撞，设备磨损较大，特别是流动方向改变的地方磨损更为严重。
第10题：
S-Zorb汽油吸附脱硫装置反应器采用（）。
- A、固定床
- B、鼓泡床
- C、移动床
- D、流化床
正确答案:D