化學(xué)反應(yīng)工程第5章 固定床氣-固相催化反應(yīng)工程

1、緒論緒論 1第一章第一章 應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及反應(yīng)器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及反應(yīng)器設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 6第二章第二章 氣氣-固相催化反應(yīng)本征及宏觀動(dòng)力學(xué)固相催化反應(yīng)本征及宏觀動(dòng)力學(xué)35第三章第三章 釜式及均相管式反應(yīng)器釜式及均相管式反應(yīng)器77第四章第四章 反應(yīng)器中的混合及對(duì)反應(yīng)的影響反應(yīng)器中的混合及對(duì)反應(yīng)的影響 114第五章第五章 固定床氣固定床氣-固相催化反應(yīng)工程固相催化反應(yīng)工程138第六章第六章 氣氣-液反應(yīng)工程液反應(yīng)工程 187第七章第七章 流流-固相非催化反應(yīng)固相非催化反應(yīng)223第八章第八章 流化床反應(yīng)工程流化床反應(yīng)工程249第九章第九章 氣氣-液液-固三相反應(yīng)工程固三相反應(yīng)工程283第十章

2、第十章 聚合反應(yīng)工程基礎(chǔ)聚合反應(yīng)工程基礎(chǔ)318第十一章第十一章 生物反應(yīng)工程基礎(chǔ)生物反應(yīng)工程基礎(chǔ) 337第十二章第十二章 電化學(xué)反應(yīng)工程基礎(chǔ)電化學(xué)反應(yīng)工程基礎(chǔ)360氣固相催化反應(yīng)器氣固相催化反應(yīng)器固定床固定床反應(yīng)器反應(yīng)器流化床流化床反應(yīng)器反應(yīng)器絕熱式絕熱式換熱式換熱式內(nèi)冷式內(nèi)冷式外冷外冷(熱熱)多段絕熱多段絕熱單段絕熱單段絕熱移動(dòng)床移動(dòng)床反應(yīng)器反應(yīng)器平衡溫度線平衡溫度線最佳溫度線最佳溫度線 原料氣原料氣 產(chǎn)物產(chǎn)物催化劑 平衡溫度線平衡溫度線最佳溫度線最佳溫度線平衡溫度線平衡溫度線最佳溫度線最佳溫度線平衡溫度線平衡溫度線最佳溫度線最佳溫度線平衡溫度線平衡溫度線 蒸汽 原料 調(diào)節(jié)閥 催化劑 補(bǔ)充水

3、 產(chǎn)物 （a a）內(nèi)冷自熱式）內(nèi)冷自熱式（b b）外冷列管式）外冷列管式（c c）外部供熱管式）外部供熱管式氯乙烯合成轉(zhuǎn)化器氯乙烯合成轉(zhuǎn)化器111=(3 )3th3pveffRkD*g ( ) = 11AgAAGesiCCrk Sk S1扇形筒；2催化劑取樣口；3催化劑卸出口；4分配器；5中心管罩帽；6瓷球；7催化劑；8中心管；23(1)150/1.75(1)semsemHvPfdfRd vR P 500 300 200 100 50 1 2 umf 10 50 100 空床流速 u0 /s 固定床 流化床 夾帶開始 P=W/At 斜率=1 LLf LLf L0 LLmf pseudo ste

4、ady-state assumption 擬穩(wěn)態(tài)擬穩(wěn)態(tài)pseudo first order reaction擬一級(jí)反應(yīng)擬一級(jí)反應(yīng)pseudo-homogeneousheterogeneous2021-10-282021-10-282021-10-28一般一般LdP，不計(jì)，不計(jì)入軸向返混；入軸向返混； 而薄床而薄床層計(jì)入軸向返混層計(jì)入軸向返混3282021-10-282021-10-28136VpdV2021-10-2812pD()pSsvppd6 S6VSvppSSV2021-10-28s2SVSdssp = SS2021-10-28sss2021-10-28sVsppdd6VS2sVpdD2

5、021-10-28pdpdnpiii 1dx dnii 1pix1dds2021-10-28sppedVSS161eHSR 總的潤(rùn)濕面積床層的空隙體積潤(rùn)濕周邊有效截面積seHedSRd132442021-10-282021-10-281. 流動(dòng)特性流動(dòng)特性2021-10-282021-10-282042feuLpfd fp2021-10-280euu2f031MsupfLd 23 1esdd2021-10-28MM1501.75Refs0sM11Re11fffdud Gfkgm s 2kgms 2021-10-2820321150fsupLd 2f0311.75supLd2021-10-283

6、2150111.75G1ffsspMdLMGd11 (2/3)(/)(1)stMdd 2021-10-28cylncylsSEVd/6sd)/(cylpcylpVSSVE 7502240220100.it.ititdd.ddddn2021-10-282021-10-28ppp2021-10-282021-10-283)1 (2021-10-282021-10-281. 固定床徑向及軸向混合有效彌散系數(shù)固定床徑向及軸向混合有效彌散系數(shù) （effective dispersion coefficient）2021-10-28rffsrsrEudEudPefffffsszzfzd ud uPeEE

7、2021-10-28圖圖5-17 固定床軸向及徑向固定床軸向及徑向Pe數(shù)與數(shù)與Re數(shù)的關(guān)系數(shù)的關(guān)系2021-10-282021-10-282021-10-282021-10-28圖圖5-18 固定床反應(yīng)器的溫度分布固定床反應(yīng)器的溫度分布2021-10-28ererere0ert2021-10-28圖圖5-19 固定床的徑向傳熱方式固定床的徑向傳熱方式（a）水平箭頭為熱的流動(dòng)方向；）水平箭頭為熱的流動(dòng)方向；（b）垂直箭頭為流體的流動(dòng)方向）垂直箭頭為流體的流動(dòng)方向2021-10-28ffprsrvsert2021-10-28e0e0erterW2021-10-28ererWWt2021-10-28

8、2021-10-282021-10-28dFTTdQwmttVtPfttddLdd68. 3exp59. 11PrRe0 . 61123. 06 . 02021-10-28Re/250 6500PVfd G/0.722 4.8PffcNu/fttd18 . 052. 03 . 11Re17. 2LddddtVtPftt2021-10-28tVPfttddd/6expRe03. 2/8 . 0tsSfttddd/6expRe26. 1/95. 0fsSGd/RetkJmh K2 kJmh K2 2021-10-281. 理論模型理論模型2021-10-28tBCerfVfVA d Gdd2021

9、-10-282021-10-280.40.2ttt65exp4WfVVfddddLd G0.460.80.1ttt5.1WfVVfddddLd G2021-10-28130 1400Vd G2021-10-282021-10-282021-10-282021-10-28rrerrTdlrQ2,1drrdrrerrTdldrrQ2,2lPTrdrGcQ23dllPTrdrGcQ24 圖圖5-20 微元環(huán)柱體的傳熱模型微元環(huán)柱體的傳熱模型2021-10-28drrTrTrTrrdrr22dllTTTlldlldrrrerrerdrrer,0122rTrrTrrTlTGcererP2021-10-2

10、80000TTTrrr時(shí)，00rTLl時(shí)，wRwrerTTrTLl00時(shí)，0rer0122rTrrTlTGcerP2021-10-28KhmkJ2，s32mkmolhmkmol,kGsGkfpGDRep )(GDeRpf1GDeRp f2021-10-28GDpRe2021-10-2835. 032HRe3023. 0Re876. 2PPffppscGcJfGDRepP2021-10-28386. 082. 032ffDRe365. 0Re765. 0PPBfGDGkJ2021-10-28s2021-10-28一、絕熱溫升及絕熱溫降一、絕熱溫升及絕熱溫降圖圖5-21 絕熱催化床的絕熱催化床的xA-T圖圖2021-10-28ArATbPTdxHyNdTcN00212100AAbbxxAPTrATTTbdxcNHyNdT2021-10-28Hr2021-10-28HrPc2021-10-28121220012AAAAPTrATbbxxxxcNHyNTTPTrATcNHyN200TTbb21 PcPc2021-10-28PcTTxxbbAA112021-10-282021-10-28Hr2021-10-282021-10-281. 絕熱催化床的反應(yīng)體積絕熱催化床的反應(yīng)體積2021-1