分类:
固定床反应器有三种基本形式:
轴向绝热式固定床反应器。
流体沿轴向自上而下流经床层,床层同外界无热交换。
径向绝热式固定床反应器。
流体沿径向流过床层,可采用离心流动或向心流动,床层同外界无热交换。径向反应器与轴向反应器相比,流体流动的距离较短,流道截面积较大,流体的压力降较小。但径向反应器的结构较轴向反应器复杂。以上两种形式都属绝热反应器,适用于反应热效应不大,或反应系统能承受绝热条件下由反应热效应引起的温度变化的场合。
列管式固定床反应器由多根反应管并联构成。
管内或管间置催化剂,载热体流经管间或管内进行加热或冷却,管径通常在25~50mm之间,管数可多达上万根。列管式固定床反应器适用于反应热效应较大的反应。此外,尚有由上述基本形式串联组合而成的反应器,称为多级固定床反应器。例如:当反应热效应大或需分段控制温度时,可将多个绝热反应器串联成多级绝热式固定床反应器,反应器之间设换热器或补充物料以调节温度,以便在接近于最佳温度条件下操作。
特点:
固定床反应器的优点是:
返混小,流体同催化剂可进行有效接触,当反应伴有串联副反应时可得较高选择性。
催化剂机械损耗小。
结构简单。
固定床反应器的缺点是:
传热差,反应放热量很大时,即使是列管式反应器也可能出现飞温(反应温度失去控制,急剧上升,超过允许范围)。
操作过程中催化剂不能更换,催化剂需要频繁再生的反应一般不宜使用,常代之以流化床反应器或移动床反应器。
固定床反应器中的催化剂不限于颗粒状,网状催化剂早已应用于工业上。目前,蜂窝状、纤维状催化剂也已被广泛使用。
固定床反应器(又称填充床反应器),它与流化床反应器的区别在于固体颗粒处于静止状态。
与固定床反应器相比,流化床反应器的优点是:
①可以实现固体物料的连续输入和输出;
②流体和颗粒的运动使床层具有良好的传热性能,床层内部温度均匀,而且易于控制,特别适用于强放热反应。
但另一方面,由于返混严重,可对反应器的效率和反应的选择性带来一定影响。再加上气固流化床中气泡的存在使得气固接触变差,导致气体反应得不完全。因此,通常不宜用于要求单程转化率很高的反应。此外,固体颗粒的磨损和气流中的粉尘夹带,也使流化床的应用受到一定限制。为了限制返混,可采用多层流化床或在床内设置内部构件。这样便可在床内建立起一定的浓度差或温度差。此外,由于气体得到再分布,气固间的接触亦可有所改善。
固定床是床料相对固定,也叫移动床(很扯),结构简单,控制简单.
流化床是床料剧烈翻腾以便和燃料充分混合反应,可以适应不同粒径的燃料,且热容较大,燃烧较充分.缺点是反应器相对复杂,床料对反应器磨损较大,后面需要有旋风分离,造价较高.
气固相催化反应:气相反应原料在固体催化剂表面进行的化学反应。在气固相催化反应器中,以原料气和固体催化剂的接触方式不同,可以分为固定床反应器与流化床反应器。一、固定床反应器在反应器中,若原料气以一定流速通过静止催化剂的固体层,通常把这类反应器称为固定床反应器。、固定床反应器的优点: ①催化剂床层内流体的流动接近于理想置换流动; ②催化剂不易磨损可长期使用; ③有利于达到高的转化率和高的选择性。 2、固定床反应器的缺点: ①固定床反应器中传热较差。因此,对于热效应大的反应过程,传热与控温问题是固定床技术中的难点和关键所在。各种技术方案以及固定床反应器的各种形式几乎都是针对这一难点而提出的。 ②更换催化剂时必须停止生产,而且更换时,劳动强度大,粉尘量大。二、流化床反应器若原料气通过反应器时,固体颗粒受流体的影响而悬浮于气流中,这类反应器称为流化床反应器。 1、流化床反应器的优点: ①整个床层处于恒温状态,在最佳温度点操作; ②传热强度高,适宜于强吸热或放热反应; ③颗粒比较细小,有效系数高,可减少催化剂用量; ④压降恒定,不易受异物堵塞。 2、流化床反应器的缺点: ①物料的流动更接近于理想混合流,返混较严重; ②对设备精度要求较高; ③催化剂易磨损; ④反应器体积比固定床反应器大,并且结构复杂。
常见的底部塔釜加热,还有就是夹套介质保证恒温反应。
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气固相催化反应:气相反应原料在固体催化剂表面进行的化学反应。
在气固相催化反应器中,以原料气和固体催化剂的接触方式不同,可以分为固定床反应器与流化床反应器。
在反应器中,若原料气以一定流速通过静止催化剂的固体层,通常把这类反应器称为固定床反应器。
、固定床反应器的优点:
①催化剂床层内流体的流动接近于理想置换流动;
②催化剂不易磨损可长期使用;
③有利于达到高的转化率和高的选择性。
2、固定床反应器的缺点:
①固定床反应器中传热较差。因此,对于热效应大的反应过程,传热与控温问题是固定床技术中的难点和关键所在。各种技术方案以及固定床反应器的各种形式几乎都是针对这一难点而提出的。
②更换催化剂时必须停止生产,而且更换时,劳动强度大,粉尘量大。
1、按物料相态分类
根据反应器内反应混合物的相态,把反应器分为均相和非均相反应器两大类。均相反应器是反应物料均匀地混合或溶解成为单一的气相或液相,又分为气相反应器和液相反应器。而非均相反应器则分为气—液相、气—固相、液—液相、液—固相和气-液-固相等反应器.
2、按反应器的结构分类
按反应器结构心事形式的特征,可以分为釜式、管式、塔式、固定床和流化床等反应器。
3、按操作方法分类
反应器按操作方法分类,可分为间歇式、半连续式和连续式三种。
4、根据温度条件和传热方式分类
反应器根据温度条件可分为等温和非等温两种。根据传热方式又可分为绝热式、外热式和自然式。