應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè)《流化床反應(yīng)器的分類》

流化床反響器的分類1固體顆粒是否在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)分為非循環(huán)操作的流化床〔單器［和循環(huán)操作的流化床其結(jié)構(gòu)如圖2-11〔雙器〕。單器流化床在工業(yè)上應(yīng)用最為廣泛，多用于催化劑使用壽命較長的氣固催化反響過程，如丙烯氨化氧化反響器、乙烯氧化反響器和蔡氧化制苯酐反響器等，其結(jié)構(gòu)如圖2一8,圖2—9、2-10。雙器流化床多用于催化劑壽命較短容易再生的氣固催化反響過程，如石油加工過程中的催化裂化裝置，采用硅鋁催化劑完成反響，其結(jié)構(gòu)如圖3—10。重油在催化劑上裂解獲得輕質(zhì)油和氣態(tài)烴，同時發(fā)生結(jié)焦反響，這些焦炭沉積在催化劑的外表，使得催化劑失去活性，催化裂化過程不能繼續(xù)，必須將沉積在催化劑外表上的焦炭燒去，此燒焦過程在再生器中進行，焦炭燃燒時放出的熱量加熱了催化劑顆粒，再生后的催化劑帶著顯熱為裂化過程提供所需的熱量。催化劑在反響器和再生器間循環(huán)，是靠控制兩器的密度差形成壓差實現(xiàn)的。催化劑在兩器間的定量定也完成了催化焦的連續(xù)操作三器間的定量定也完成了催化焦的連續(xù)操作三級旋風(fēng) —際由氣體出口反響和再生燒過程。&三級料腿一二級料腿一一吸料腿一冷卻水管「-氣體分散管4氣體分布板一空氣入口圖2-8丙烯氨化氧化反響器圖2-9乙烯氧化反響器圖2-10蔡氧化反響器原料油與霧化蒸氣進口圖2-11催化裂化反響裝置〔雙器流化床）反應(yīng)產(chǎn)物—油熱油新催化制加料口乙煥反應(yīng)產(chǎn)物—油熱油新催化制加料口乙煥醋酸混合氣圖2-12乙炔與醋酸合成醋酸乙烯反響器誹料燃燒空氣―空氣預(yù)熱誹料燃燒空氣―空氣預(yù)熱進料預(yù)熱圖2-13石灰石鍛燒爐2床層外形分為圓筒形和圓錐形流化床。圓筒形流化床反響器如圖2—9所示，結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，設(shè)備容積利用率高。圓錐形流化床如圖2-12所示，結(jié)構(gòu)比擬復(fù)雜，制造比擬困難，設(shè)備利用率較低，但因為其截面自下而上逐漸擴大，所以也具有很多優(yōu)點：〔1〕適用于催化劑粒度分布較寬的體系，由于圓錐床底部速度大，可保證較大顆粒的流化，防止了分布板上的阻塞現(xiàn)象，而上部速度低，可減少小顆粒的夾帶，也減輕了氣固別離設(shè)備的負荷。對于低速操作的工藝過程可獲得較好的流化質(zhì)量?！?〕圓錐形床層底部氣體和固體顆粒的劇烈湍動，可使氣體分布均勻，因而可大大簡化氣體分布板的設(shè)計?！?〕圓錐形床層底部氣體和固體顆粒的劇烈湍動可強化傳熱，對于反響速率快和熱效應(yīng)大的反響，可使反響不致過分集中在底部，減少底部過熱、堵塞和燒結(jié)現(xiàn)象?！?〕適用于氣體體積增大的反響過程，氣體在床層中上升，隨著靜壓力的減小，體積會相應(yīng)增大，采用錐形床選擇一定的錐角，可適應(yīng)這種氣體體積增大的特點，使流化更趨于平穩(wěn)。3反響器層數(shù)可分為單層和多層流化床，氣固催化反響主要采用單層流化床，床中催化劑單層放置，床層溫度、粒度分布和氣體濃度都趨于均一。當(dāng)過程對溫度和濃度的分布有特別的要求或?qū)崮艿幕厥沼休^高的要求時，就要采用多層流化床。如圖2-13，用于石灰石焙燒的多層流化床，氣流自下而上通過床層，流態(tài)化的固體顆粒那么沿溢流管從上而下依次流過各層分布板，上部三層為預(yù)熱段，第一、二、三層溫度分別為500°C、730°C和850°C。第四層為煅燒室，其中溫度高達1015C，熱量靠噴入的燃料油燃燒提供。底層為空氣預(yù)熱段，也是石灰冷卻段，溫度約360C。4床層中是否設(shè)置內(nèi)部構(gòu)件分為自由床和限制床，床中不專門設(shè)置內(nèi)部構(gòu)件以限制氣體和固體的流動的稱為自由床，反之那么稱為限制床。設(shè)置內(nèi)部構(gòu)件可增進氣固接觸效率，減少氣體返混，改善氣體的停留時間分布，提高床層穩(wěn)定性，從而使高床層和高流速稱為可能，許多流化床反響器都采用擋網(wǎng)、擋板等作為內(nèi)部構(gòu)件。5是否催化反響可分為氣固催化流化床反響器和氣固非催化反響器兩種。反響過程使用催化劑，以一定的流動速度使催化劑顆粒呈懸浮湍動，此類反響的設(shè)備為氣固相流化床