固定床與流化床反應(yīng)器課件

反應(yīng)器反應(yīng)過(guò)程與設(shè)備1：固定床反應(yīng)器2：流化床反應(yīng)器

madebyrunningpartner反應(yīng)器反應(yīng)過(guò)程與設(shè)備1：固定床反應(yīng)器madebyrun固定床反應(yīng)器固定床反應(yīng)器又稱填充床反應(yīng)器，裝填有固體催化劑或固體反應(yīng)物用以實(shí)現(xiàn)多相反應(yīng)過(guò)程的一種反應(yīng)器。固體物通常呈顆粒狀，粒徑2～15mm左右，堆積成一定高度或厚度的床層。床層靜止不動(dòng)，流體通過(guò)床層進(jìn)行反應(yīng)。固定床反應(yīng)器固定床反應(yīng)器又稱填充床反應(yīng)器，裝填有固體催化劑或分類及其應(yīng)用固定床反應(yīng)器不同的傳熱要求和傳熱方式絕熱式二段三段四段冷激式反應(yīng)特征單段絕熱式段間反應(yīng)氣冷卻或加熱方式中間間接換熱式多段絕熱式原料氣冷激式非原料氣冷激式換熱式對(duì)外換熱式自熱式加壓熱水（＜240℃）導(dǎo)熱油（250~300℃）熔鹽（＞300℃）反應(yīng)氣的流動(dòng)方向軸向流動(dòng)固定床反應(yīng)器徑向流動(dòng)固定床反應(yīng)器固定床反應(yīng)器主要用于實(shí)現(xiàn)氣固相催化反應(yīng)，如氨合成塔、二氧化硫接觸氧化器、烴類蒸汽轉(zhuǎn)化爐等。用于氣固相或液固相非催化反應(yīng)時(shí)，床層則填裝固體反應(yīng)物。

分類及其應(yīng)用固定床不同的傳熱要求和傳熱方式絕熱式二段冷激式反固定床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)1.絕熱式固定床反應(yīng)器1.1單段絕熱式1-礦渣棉2-瓷環(huán)3-催化劑

1-催化劑

2-冷卻器

固定床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)1-礦渣棉2-瓷環(huán)3-催化劑1-催化劑

固定床反應(yīng)器有三種基本形式固定床反應(yīng)器有三種基本形式：①軸向絕熱式固定床反應(yīng)器。流體沿軸向自上而下流經(jīng)床層，床層同外界無(wú)熱交換。②徑向絕熱式固定床反應(yīng)器。流體沿徑向流過(guò)床層，可采用離心流動(dòng)或向心流動(dòng)，床層同外界無(wú)熱交換。徑向反應(yīng)器與軸向反應(yīng)器相比，流體流動(dòng)的距離較短,流道截面積較大,流體的壓力降較小。但徑向反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)較軸向反應(yīng)器復(fù)雜。以上兩種形式都屬絕熱反應(yīng)器,適用于反應(yīng)熱效應(yīng)不大,或反應(yīng)系統(tǒng)能承受絕熱條件下由反應(yīng)熱效應(yīng)引起的溫度變化的場(chǎng)合。固定床反應(yīng)器有三種基本形式固定床反應(yīng)器有三種基本形式：③列管式固定床反應(yīng)器。由多根反應(yīng)管并聯(lián)構(gòu)成。管內(nèi)或管間置催化劑，載熱體流經(jīng)管間或管內(nèi)進(jìn)行加熱或冷卻，管徑通常在25～50mm之間，管數(shù)可多達(dá)上萬(wàn)根。列管式固定床反應(yīng)器適用于反應(yīng)熱效應(yīng)較大的反應(yīng)。此外，尚有由上述基本形式串聯(lián)組合而成的反應(yīng)器，稱為多級(jí)固定床反應(yīng)器。例如：當(dāng)反應(yīng)熱效應(yīng)大或需分段控制溫度時(shí)，可將多個(gè)絕熱反應(yīng)器串聯(lián)成多級(jí)絕熱式固定床反應(yīng)器,反應(yīng)器之間設(shè)換熱器或補(bǔ)充物料以調(diào)節(jié)溫度，以便在接近于最佳溫度條件下操作。

③列管式固定床反應(yīng)器。固定床反應(yīng)器的特點(diǎn)1.固定床反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)是：①返混小，流體同催化劑可進(jìn)行有效接觸，當(dāng)反應(yīng)伴有串聯(lián)副反應(yīng)時(shí)可得較高選擇性。②催化劑機(jī)械損耗小。③結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。2.固定床反應(yīng)器的缺點(diǎn)是：①傳熱差，反應(yīng)放熱量很大時(shí)，即使是列管式反應(yīng)器也可能出現(xiàn)飛溫（反應(yīng)溫度失去控制，急劇上升，超過(guò)允許范圍）。②操作過(guò)程中催化劑不能更換，催化劑需要頻繁再生的反應(yīng)一般不宜使用，常代之以流化床反應(yīng)器或移動(dòng)床反應(yīng)器。

固定床反應(yīng)器的特點(diǎn)1.固定床反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)是：固體流態(tài)化的基本概念流化床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)流化床反應(yīng)器固體流態(tài)化的基本概念流化床反應(yīng)器流化床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)有兩種形式

①有固體物料連續(xù)進(jìn)料和出料裝置，用于固相加工過(guò)程或催化劑迅速失活的流體相加工過(guò)程。例如催化裂化過(guò)程，催化劑在幾分鐘內(nèi)即顯著失活，須用上述裝置不斷予以分離后進(jìn)行再生。②無(wú)固體物料連續(xù)進(jìn)料和出料裝置，用于固體顆粒性狀在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間（如半年或一年）內(nèi)，不發(fā)生明顯變化的反應(yīng)過(guò)程。

流化床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)有兩種形式①有固體物料連續(xù)進(jìn)料和出料裝流化床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)流化床反應(yīng)器類型按固體顆粒是否在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)分（1）單器流化床（2）雙器流化床按床層的外型分(1)圓筒形(2)圓錐形按床層中是否置有內(nèi)部構(gòu)件分(1)自由床(2)限制床按反應(yīng)器內(nèi)層數(shù)的多少分(1)單層(2)多層流化床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)流化床反應(yīng)器類型工業(yè)生產(chǎn)中常見(jiàn)流化床反應(yīng)器形式工業(yè)生產(chǎn)中常見(jiàn)流化床反應(yīng)器形式流化床當(dāng)流體通過(guò)床層的速度逐漸提高到某值時(shí)，顆粒出現(xiàn)松動(dòng)，顆粒間空隙增大，床層體積出現(xiàn)膨脹。如果再進(jìn)一步提高流體速度，床層將不能維持固定狀態(tài)。此時(shí)，顆粒全部懸浮與流體中，顯示出相當(dāng)不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。隨著流速的提高，顆粒的運(yùn)動(dòng)愈加劇烈，床層的膨脹也隨之增大，但是顆粒仍逗留在床層內(nèi)而不被流體帶出。床層的這種狀態(tài)和液體相似稱為流化床。其中，流化床的種類有：最小流化床，鼓泡流化床，騰涌流化床。流化床當(dāng)流體通過(guò)床層的速度逐漸提高到某值時(shí)，顆粒出現(xiàn)松動(dòng)，顆流化床類似流體的性質(zhì)主要有以下幾點(diǎn)

（1）在任一高度的靜壓近似于在此高度以上單位床截面內(nèi)固體顆粒的重量；

（2）無(wú)論床層如何傾斜，床表面總是保持水平，床層的形狀也保持容器的形狀；

（3）床內(nèi)固體顆?？梢韵窳黧w一樣從底部或側(cè)面的孔口中排出；

（4）密度高于床層表觀密度的物體在床內(nèi)會(huì)下沉，密度小的物體會(huì)浮在床面上；

（5）床內(nèi)顆?；旌狭己?，因此，當(dāng)加熱床層時(shí)，整個(gè)床層