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移動床式熱交換器（MBHE）は、流体と固体粒状物質の間で、表面（管、板、漏斗など）を通過する連続的な下方流（多くの場合、重力駆動）を利用して熱を伝達する熱交換器です。これらは、熱回収（高い体積伝達面積を提供）やろ過（固定床式フィルターやセラミックフィルターでよく見られる運転中の圧力損失の増加などの一般的な運転上の問題を回避）を伴う用途で産業界で広く使用されています。[ 1 ]使用例としては、廃熱回収、バイオマスガス化、集光型太陽光発電などの高温産業プロセスが挙げられます。「床」という名称は、加熱または冷却されるために流れる固体粒子の層を指します。
移動床式熱交換器は、微細な粒状の材料を使用する重力駆動式の間接熱交換器です。媒体は、チューブ、プレート、またはパネルなどの伝熱面に沿って移動します。移動床式熱交換器は、外部機器が少なく、コンパクトな設計で、メンテナンスコストと建設コストが低いという利点があります。[ 2 ]
移動床式熱交換器は、上下に配置された複数の熱交換器モジュールから構成されます。製品は、排出底部と漏斗を通って熱交換器から排出されます。必要に応じて、漏斗に収集用スクリューコンベアを取り付けることができます。これは移動床の動作に影響を与えません。熱交換器モジュールの上部には、チューブパッケージを安全に通過できない凝集物や不純物の侵入を防ぐために、屋根型の保護スクリーンを取り付けることができます。保護スクリーンの摩耗を防ぐために、バッフルプレートを取り付けることもできます。水/蒸気側では、熱交換器パッケージの端部（冷却水チューブの端部）に反転チャンバーが取り付けられ、取り外し可能なエンドプレートで密閉されます。
製品側では、熱交換器パッケージの外側チューブの側面に鋼板ストリップが取り付けられています。特許取得済みの設計により、側壁が内部へのアクセスを妨げたり、製品の動きを阻害したりすることなく、製品を熱交換器内に保持します。さらに、ドアを取り付けることもできます（環境保護と製品品質の保護のため）。[ 3 ]
移動床式熱交換器は、粒径や安息角など、装置の要件を満たすあらゆる流動性粉粒体の冷却または加熱に使用できます。熱交換器は、鉱物（石英砂、イルメンタイトなど）や化学製品（肥料、ソーダなど）を冷却するために、回転窯や乾燥機の後段に設置されることがよくあります。製品の入口温度は最大1200 ℃に達することがあります。
低コストの砂を利用した熱エネルギー貯蔵（TES）システムが提案されている。[ 4 ]
ガスから微細な粉塵粒子を除去するために、移動床式熱交換器フィルター（MHEF）の使用に関する研究が行われた。ガス速度、固体速度、ガス温度、粉塵サイズなど、多くの変数の影響が調べられた。捕集効率は温度の上昇とともに低下することがわかった。固体速度が増加すると、全体の捕集効率は著しく低下する。固体相と流体相の両方の2次元過渡応答を予測する、ろ過と熱交換の安定した数値モデルが開発された。数値モデルには、ろ過と熱交換の複合プロセスによる空隙率、速度、輸送係数の変化が組み込まれている。[ 5 ]
移動床式熱交換器は、比較的コンパクトな構造です。動作原理上、設置面積は小さくて済みます。ただし、用途によっては比較的高い構造になる場合もあります。可動部品が少ないため、消費電力が少なく、メンテナンスも容易です。騒音や粉塵による環境汚染の問題も発生しません。
粒子状材料は、工業プロセス、従来の発電所、集光型太陽熱発電（CSP）などの高温用途向けの有望な蓄熱および熱伝達媒体です。バルク材料の流動挙動は、熱交換器の設計に影響を与えるだけでなく、壁面での接触時間が粒子の流動性に大きく依存するため、熱挙動にも影響します。摩耗が発生すると、粒径分布が広がるにつれて平均粒径とバルク多孔度が減少するため、流動パターンが悪化します。これは設計上の考慮事項に大きな影響を与えます。[ 6 ]
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