温克勒的床上

几天前，一位同事来到我的办公室。维蒂格反应不能正常工作;我能帮他和他的学生净化一些钾吗t醚?在实验室里，我们把这种灰色的材料倒进一个玻璃管里，用一个玻璃棉塞把它塞住，然后用施伦克线把管子抽空，我们把它放进一个小玻璃管炉里。当温度超过200℃时，粉末突然活了起来，颗粒开始跳舞，就像被一股强大但看不见的风驱使着一样，白色的晶体沿着管子又长了几英寸。轻敲管子，轻轻倾斜，粉末顺畅地流动，表面保持水平。这是流体化的一个很好的例子，是一位德国工业化学家在20世纪20年代偶然发现的现象。

弗里茨·温克勒出生在美因河畔泽伊尔小镇，这是巴伐利亚北部一座有着中世纪城墙的美丽小镇。小学毕业后，温克勒先是被送到班贝格附近的学校，然后到了Nürnberg。1909年，他被慕尼黑工业大学录取，在那里他学习了广泛的科学课程(尽管他最终的学位是化学)。他留下来做研究，并以他的技术能力赢得了声誉——他是一个精细而细致的玻璃吹制工。他对锑的原子量的研究将这个值向上修正了1.24个质量单位。1914年8月，他毕业后，第一次世界大战在欧洲爆发，他和哥哥奥斯卡(Oskar)加入了一个炮兵团，被派往西线。在第一次阿拉斯战役中，弗里茨受了重伤，在医院里住了好几个月，最后退伍了。

1916年，在卡尔·博世(Carl Bosch)的推荐下，他开始在路德维希港的巴斯夫(BASF)工作，弗里茨·哈伯(Fritz Haber)、博世(Bosch)和罗伯特·勒·罗西尼奥尔(Robert Le Rossignol)新发明的催化固氮工艺开始产生影响。温克勒最初被安排做分析工作，但到了1919年，他被分配去解决一个更具战略意义的问题。巴斯夫氨厂使用的氢最终来自煤。因此，煤需要气化并转化为合成气、CO和氢。但是这个过程所伴随的硫杂质对氨的铁催化剂来说是一种严重的毒药，迫使反应堆关闭，代价高昂。

最初，温克勒试图用悬浮在水中的胶体氢氧化铁从气流中去除硫。这是混乱和不经济的。然后，他意识到一项专利，即使用氯化锌活化的碳化焦从气流中去除硫化氢。温克勒在接下来的三年里优化了方法，完善了直接从煤中制备活性炭的方法。到1922年，他有了一个工作过程，并为这个过程和从煤原料中分离纯硫的方法申请了专利。

温克勒是在把空气吹过一个装有红色煤粉的柱子时，发现了一个惊人的现象。随着空气流量的增加，会达到一个临界点，煤颗粒突然被气流悬浮，整个质量似乎沸腾。粒子在流动中开始了“活泼的舞蹈运动”，整个物体变得像液体一样。可以看到气泡在混合物中上升，而密度较大的物体在顶部下降，下沉，就像在密度较低的液体中一样。对温克勒来说，这是一个启示。这意味着，细粉末的流化将使气体原料和固体底物或催化剂之间的接触更加密切，而不是充当阻碍气体流动的多孔塞。如果气体的流量不是很大，把粉末吹出反应器的顶部，舞蹈流体的特点是混合良好，传热突出。它后来被称为Wirbelschicht-流化床

四年来，他和一组同事狂热地工作以优化流程。1926年，正当他的专利被授予时，第一家使用温克勒工艺进行煤炭气化的工厂在洛伊纳开业。类似的煤气化工厂很快在德国和日本的几个地方投入使用。

温克勒不是远程经理。他亲力亲为，与沾满煤尘的工人一起工作，了解并改进操作的各个方面，因此深受爱戴。他的方法总是很实际，喜欢尝试一个实验并仔细观察，而不是花太多时间在理论讨论上。

当分析人员发现他的一些实验产品中含有烯烃时，他的兴趣转向了这些更有价值的产品。但到了1949年，他的旧伤复发了。他被迫退休，并于次年去世。

流化床仍然是工业化学的关键方法之一，用于催化裂化和气化到矿石焙烧和聚合催化等各种过程;不那么引人注目的城市污水污泥也是用同样的原理焚烧的。遗憾的是，很少有人能亲眼看到它。对我来说，这不仅仅是对动力学理论的安慰提醒;当我在实验室里玩的时候，这是另一个快乐的来源。

鸣谢

非常感谢Stefan Sabel提供的信息和Mike Porter的Wittig问题