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北洋勵興 固定床催化反應 化學(xué)教學(xué)儀器

更新時(shí)間:2024-06-02

簡(jiǎn)要描述:

北洋勵興 固定床催化反應 化學(xué)教學(xué)儀器
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 北洋勵興  固定床催化反應  化學(xué)教學(xué)儀器

固定床反應器 

固定床反應器分為哪幾種類(lèi)型?其結構有何特點(diǎn)

分類(lèi): 固定床反應器有三種基本形式: 軸向絕熱式固定床反應器。 流體沿軸向自上而下流經(jīng)床層,床層同外界無(wú)熱交換。 徑向絕熱式固定床反應器。 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。徑向反應器與軸向反應器相比,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。但徑向反應器的結構較軸向反應器復雜。以上兩種形式都屬絕熱反應器,適用于反應熱效應不大,或反應系統能承受絕熱條件下由反應熱效應引起的溫度變化的場(chǎng)合。 列管式固定床反應器由多根反應管并聯(lián)構成。 管內或管間置催化劑,載熱體流經(jīng)管間或管內進(jìn)行加熱或冷卻,管徑通常在25~50mm之間,管數可多達上萬(wàn)根。列管式固定床反應器適用于反應熱效應較大的反應。此外,尚有由上述基本形式串聯(lián)組合而成的反應器,稱(chēng)為多級固定床反應器。例如:當反應熱效應大或需分段控制溫度時(shí),可將多個(gè)絕熱反應器串聯(lián)成多級絕熱式固定床反應器,反應器之間設換熱器或補充物料以調節溫度,以便在接近于最佳溫度條件下操作。 特點(diǎn): 固定床反應器的優(yōu)點(diǎn)是: 返混小,流體同催化劑可進(jìn)行有效接觸,當反應伴有串聯(lián)副反應時(shí)可得較高選擇性。 催化劑機械損耗小。 結構簡(jiǎn)單。 固定床反應器的缺點(diǎn)是: 傳熱差,反應放熱量很大時(shí),即使是列管式反應器也可能出現飛溫(反應溫度失去控制,急劇上升,超過(guò)允許范圍)。 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一般不宜使用,常代之以流化床反應器或移動(dòng)床反應器。 固定床反應器中的催化劑不限于顆粒狀,網(wǎng)狀催化劑早已應用于工業(yè)上。目前,蜂窩狀、纖維狀催化劑也已被廣泛使用。

固定床反應器的特點(diǎn)

固定床反應器的優(yōu)點(diǎn)是:①返混小,流體同催化劑可進(jìn)行有效接觸,當反應伴有串聯(lián)副反應時(shí)可得較高選擇性。②催化劑機械損耗小。③結構簡(jiǎn)單。固定床反應器的缺點(diǎn)是:①傳熱差,反應放熱量很大時(shí),即使是列管式反應器也可能出現飛溫(反應溫度失去控制,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一般不宜使用,常代之以流化床反應器或移動(dòng)床反應器。固定床反應器中的催化劑不限于顆粒狀,網(wǎng)狀催化劑早已應用于工業(yè)上。目前,蜂窩狀、纖維狀催化劑也已被廣泛使用。

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固定床反應器與流化床反應器的區別是什么?

固定床是床料相對固定,也叫移動(dòng)床(很扯),結構簡(jiǎn)單,控制簡(jiǎn)單。 流化床是床料劇烈翻騰以便和燃料充分混合反應,可以適應不同粒徑的燃料,且熱容較大,燃燒較充分。缺點(diǎn)是反應器相對復雜,床料對反應器磨損較大,后面需要有旋風(fēng)分離,造價(jià)較高。 固定床反應器又稱(chēng)填充床反應器,裝填有固體催化劑或固體反應物用以實(shí)現多相反應過(guò)程的一種反應器。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。 它與流化床反應器及移動(dòng)床反應器的區別在于固體顆粒處于靜止狀態(tài)。固定床反應器主要用于實(shí)現氣固相催化反應,如氨合成塔、二氧化硫接觸氧化器、烴類(lèi)蒸汽轉化爐等。用于氣固相或液固相非催化反應時(shí),床層則填裝固體反應物。涓流床反應器也可歸屬于固定床反應器,氣、液相并流向下通過(guò)床層,呈氣液固相接觸。

固定床反應器與流化床反應器的區別

  固定床反應器(又稱(chēng)填充床反應器),它與流化床反應器的區別在于固體顆粒處于靜止狀態(tài)。
  與固定床反應器相比,流化床反應器的優(yōu)點(diǎn)是:
  ①可以實(shí)現固體物料的連續輸入和輸出;
  ②流體和顆粒的運動(dòng)使床層具有良好的傳熱性能,床層內部溫度均勻,而且易于控制,特別適用于強放熱反應。
  但另一方面,由于返混嚴重,可對反應器的效率和反應的選擇性帶來(lái)一定影響。再加上氣固流化床中氣泡的存在使得氣固接觸變差,導致氣體反應不wan全。因此,通常不宜用于要求單程轉化率很高的反應。此外,固體顆粒的磨損和氣流中的粉塵夾帶,也使流化床的應用受到一定限制。為了限制返混,可采用多層流化床或在床內設置內部構件。這樣便可在床內建立起一定的濃度差或溫度差。此外,由于氣體得到再分布,氣固間的接觸亦可有所改善。

 

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