固定床反應器設計

1、1會計學固定床反應器設計固定床反應器設計1. 定義：凡是流體通過不動的固體物料所形成的床層而進行反應的裝置。固體催化劑顆粒堆積起來所形成的固定床層靜止不動，氣體反應物自上而下流過床層，進行反應的裝置稱作固定床反應器。第1頁/共56頁第2頁/共56頁第3頁/共56頁第4頁/共56頁第5頁/共56頁第6頁/共56頁第7頁/共56頁第8頁/共56頁）第9頁/共56頁第10頁/共56頁原料氣產物催化劑催化劑絕熱式固定床反應器 第11頁/共56頁第12頁/共56頁第13頁/共56頁（a） （b）第14頁/共56頁固定床反應器類型固定床反應器類型第15頁/共56頁第16頁/共56頁第17頁/共56頁第18

2、頁/共56頁第19頁/共56頁第20頁/共56頁列管式固定床反應器 第21頁/共56頁第22頁/共56頁 蒸汽 原料 調節(jié)閥 催化劑 補充水 產物 第23頁/共56頁第24頁/共56頁第25頁/共56頁第26頁/共56頁n氣體在催化劑顆粒之間的孔隙中流動，較在管內流動更容易達到湍流。n氣體自上而下流過床層。第27頁/共56頁第28頁/共56頁n2、 床層空隙率 單位體積床層內的空隙體積(沒有被催化劑占據(jù)的體積，不含催化劑顆粒內的體積)。若不考慮壁效應，裝填有均勻顆粒的床層，其空隙率與顆粒大小無關。顆粒密度床層堆積密度，床層體積顆粒體積床層體積空隙體積PBPBBPB111VV第29頁/共56頁第

3、30頁/共56頁n床層內空隙率徑向分布不均勻，引起各處的流速不同，因而床層內各處的傳熱和停留時間也不一樣。n為減少壁效應的影響，設計時要求床層直徑至少要大于顆粒直徑的 8 8倍倍 以上。固定床的傳遞固定床的傳遞特性特性第31頁/共56頁3、 床層壓降n氣體流動通過催化劑床層的空隙所形成的通道，與孔道周壁摩擦而將產生壓降。n壓降計算通常利用厄根（Ergun）方程：Bggmsmm1Re:Reud修正的雷諾數(shù)，式中： s2mg3BBm175. 1Re150dddulP第32頁/共56頁第33頁/共56頁4 、固定床中的傳熱n固定床中的傳熱組成 顆粒內傳熱 顆粒與流體間的傳熱，傳熱系數(shù) hP 床層與器

4、壁的傳熱，傳熱系數(shù) hw、h0固定床的傳遞特性固定床的傳遞特性第34頁/共56頁5、 固定床中的傳質(1)流體與催化劑顆粒外表面之間的傳質n前面討論宏觀動力學是采用催化劑表面的溫度、濃度，然而催化劑表面的溫度濃度卻難于測量。n本節(jié)討論催化劑表面的溫度濃度與氣流主體的溫度濃度之間的關系，通過可測量的量建立動力學關系。第35頁/共56頁第36頁/共56頁第37頁/共56頁第38頁/共56頁開車操作操作規(guī)程正常操作停車操作EV-429閃蒸器充閃蒸器充丁烷丁烷ER-424A反應器充反應器充丁烷丁烷 ER-424A啟動啟動正常工藝參正常工藝參數(shù)數(shù)ER-424A與與ER-424B間切間切換換ER-424B

5、的操作的操作 正常停車正常停車緊急停車緊急停車第39頁/共56頁開車操作操作規(guī)程正常操作停車操作EV-429閃蒸器充閃蒸器充丁烷丁烷ER-424A反應器充反應器充丁烷丁烷 ER-424A啟動啟動正常工藝參正常工藝參數(shù)數(shù)ER-424A與與ER-424B間切間切換換ER-424B的操作的操作 正常停車正常停車緊急停車緊急停車第40頁/共56頁第41頁/共56頁第42頁/共56頁第43頁/共56頁第44頁/共56頁第45頁/共56頁第46頁/共56頁第47頁/共56頁第48頁/共56頁小結第49頁/共56頁第50頁/共56頁第51頁/共56頁n氣體在催化劑顆粒之間的孔隙中流動，較在管內流動更容易達到湍流。n氣體自上而下流過床層。第52頁/共56頁n床層內空隙率徑向分布不均勻，引起各處的流速不同，因而床層內各處的傳熱和停留時間也不一樣。n