Fluidized Bed Reactor (FBR)

Fluidized bed reactor (FBR) atau reaktor tidur berfluida adalah sebuah jenis reaktor kimia yang menggunakan aliran fluida untuk mencampur dan merespons bahan kimia. Reaktor ini berbeda dengan reaktor konvensional yang menggunakan bahan padat atau cair sebagai media reaktor, karena dalam FBR partikel padat disuspensi dalam aliran fluida (biasanya gas).

Dalam FBR, partikel padat yang lebih kecil, seperti pasir, katalis, atau bahan bakar padat, ditiupkan ke dalam reaktor menggunakan aliran fluida yang cukup kuat. Aliran fluida tersebut menghasilkan distribusi partikel yang homogen dan menghasilkan tindakan mekanik pada partikel-padat, yang menghasilkan kondisi fluidisasi. Partikel-partikel padat dalam reaktor ini berperilaku seperti cairan dengan viskositas yang rendah dan mengalir bebas dalam reaktor.

Fluidized bed reactor biasanya digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk reaksi kimia, pembakaran, dan pemrosesan bahan padat. Keuntungan dari FBR adalah adanya kontak intensif antara partikel padat dan reagen dalam reaktor, yang memungkinkan transfer panas dan massa yang efisien serta reaksi yang cepat. Selain itu, FBR juga memiliki kapasitas yang baik untuk mengatasi kejutan termal dan dapat memfasilitasi pengendalian suhu yang lebih baik.

Beberapa contoh penggunaan FBR meliputi konversi gas alam menjadi bahan kimia bernilai tinggi, pengolahan limbah, gasifikasi batubara, pembuatan polimer, produksi amonia, dan banyak lagi.

Desain Fluidized bed reactor (FBR) dapat bervariasi tergantung pada aplikasi dan kebutuhan spesifik. Namun, ada beberapa elemen desain umum yang umumnya terdapat dalam FBR, yaitu:

1. Tangki Reaktor: FBR biasanya terdiri dari sebuah tangki reaktor yang dapat menahan tekanan dan suhu tinggi. Tangki ini biasanya terbuat dari baja tahan karat atau material lain yang tahan terhadap kondisi reaktan yang agresif.
2. Distributor Fluida: Pada bagian bawah tangki reaktor, terdapat distributor fluida yang berfungsi untuk menyebarkan aliran fluida (biasanya gas) secara merata ke dalam reaktor. Distributor ini biasanya terdiri dari berbagai jenis benda atau konstruksi seperti kerucut, plate, atau grid untuk memastikan distribusi yang baik.
3. Materi Padat: FBR melibatkan partikel-padat yang disuspensi dalam aliran fluida. Partikel ini dapat berupa pasir, katalis, bahan bakar padat, atau bahan padat lainnya yang terlibat dalam reaksi kimia atau proses yang sedang berlangsung.
4. Aliran Fluida: Aliran fluida yang kuat dan terus-menerus ditiupkan melalui distributor fluida untuk menjaga partikel-padat tetap terfluidisasi. Gas umumnya digunakan sebagai fluida, tetapi dalam beberapa kasus, cairan juga dapat digunakan.
5. Penukar Panas: Beberapa FBR dapat dilengkapi dengan penukar panas internal untuk mengatur suhu reaktor. Penukar panas ini memungkinkan pengaturan suhu yang lebih baik dan memfasilitasi transfer panas yang efisien antara aliran fluida dan materi padat.
6. Outlet: FBR memiliki outlet di bagian atas atau samping reaktor untuk mengeluarkan gas hasil reaksi atau produk yang dihasilkan. Sistem pemisahan mungkin diperlukan untuk memisahkan partikel-padat dari aliran gas sebelum keluar dari reaktor.

Perlu dicatat bahwa desain FBR dapat bervariasi tergantung pada skala, aplikasi, dan proses spesifik yang sedang dilakukan. Oleh karena itu, desain FBR dapat disesuaikan dan dimodifikasi sesuai dengan kebutuhan pabrik atau proyek tertentu.

Apakah Fluidized Bed Reactor FBR dapat dibuat dengan tabung atau kolom berbahan akrilik untuk mempelajari perilaku aliran fluida dan partikel padat ?

Ya, Fluidized bed reactor (FBR) dapat dibuat dalam bentuk cold flow model menggunakan tabung akrilik. Cold flow model adalah replika atau model skala kecil dari FBR yang digunakan untuk mempelajari pola aliran fluida dan perilaku partikel padat di dalam reaktor tanpa melibatkan reaksi kimia yang sebenarnya.

cold flow model FBR gasifier combustor

Tabung akrilik dapat digunakan sebagai tangki reaktor dalam cold flow model FBR. Akrilik adalah bahan yang jernih, tahan terhadap korosi, dan relatif mudah untuk diproses. Anda dapat membentuk tabung akrilik menjadi tangki silinder dengan tutup di bagian atas dan bagian bawah terbuka.

Selanjutnya, Anda dapat menambahkan distributor fluida di bagian bawah tabung akrilik. Ini dapat berupa pengaturan berlubang atau grid yang memungkinkan aliran fluida (misalnya gas) masuk secara merata ke dalam tabung reaktor.

Anda juga dapat memasukkan partikel padat ke dalam tabung akrilik sebagai materi padat dalam cold flow model. Partikel-partikel ini harus dipilih dengan hati-hati untuk mencerminkan ukuran dan sifat partikel yang digunakan dalam FBR sebenarnya.

Namun, perlu diperhatikan bahwa cold flow model menggunakan skala kecil dan tidak melibatkan reaksi kimia yang nyata. Oleh karena itu, cold flow model dengan tabung akrilik akan memberikan gambaran tentang perilaku aliran fluida dan partikel padat dalam FBR, tetapi tidak dapat mereplikasi reaksi kimia yang terjadi dalam skala penuh.