流固相非催化反应
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流化床简介按照床层的外形分类可分为圆筒形和圆锥形流化床。
圆筒形流化床反应器结构简单,制造容易,设备容积利用率高。
圆锥形流化床反应器的结构比较复杂,制造比较困难,设备的利用率较低,但因其截面自下而上逐渐扩大,故也具有很多优点: 1、适用于催化剂粒度分布较宽的体系由于床层底部速度大,较大颗粒也能流化,防止了分布板上的阻塞现象,上部速度低,减少了气流对细粒的带出,提高了小颗粒催化剂的利用率,也减轻了气固分离设备的负荷。
这对于在低速下操作的工艺过程可获得较好的流化质量。
2、由于底部速度大,增强了分布板的作用床层底部的速度大,孔隙率也增加,使反应不致过分集中在底部,并且加强了底部的传热过程,故可减少底部过热和烧结现象。
3、适用于气体体积增大的反应过程气泡在床层的上升过程中,随着静压的减少,体积相应增大。
采用锥形床,选择一定的锥角,可适应这种气体体积增大的要求,使流化更趋平稳。
按照床层中是否设置有内部构件分类可分为自由床和限制床。
床层中设置内部构件的称为限制床,未设置内部构件的称为自由床。
设置内部构件的目的在于增进气固接触,减少气体返混,改善气体停留时间分布,提高床层的稳定性,从而使高床层和高流速操作成为可能。
许多流化床反应器都采用挡网、挡板等作为内部构件。
对于反应速度快、延长接触时间不至于产生严重副反应或对于产品要求不严的催化反应过程,则可采用自由床,如石油炼制工业的催化裂化反应器便是典型的一例。
按照反应器内层数的多少分类可分为单层和多层流化床。
对气固相催化反应主要采用单层流化床。
多层式流化床中,气流由下往上通过各段床层,流态化的固体颗粒则沿溢流管从上往下依次流过各层分布板,如用于石灰石焙烧的多层式流化床的结构。
按是否催化反应分类分为气固相流化床催化反应器和气固相流化床非催化反应器两种。
以一定的流动速度使固体催化剂颗粒呈悬浮湍动,并在催化剂作用下进行化学反应的设备是气固相流化床催化反应器,它是气固相催化反应常用的一种反应器。
固定床、移动床、流化床反应器,这三种反应器被誉为是工业生产中不可或缺的重要设备。
它们虽然都是制造工业生产中的设备,但它们各有所长,各有其优缺点。
一、首先,“床”指的是什么?大量固体颗粒堆积在一起,便形成了具有一定高度的颗粒床层,这就是名称里的"床"。
这些固体颗粒可以是反应物,也可以是催化剂。
二、如何区分固定床、移动床、流化床反应器如果这个颗粒床层是固定不动的,就叫固定床。
如果这个颗粒床层是整体移动的,固体颗粒自顶部连续加入,又从底部卸出,颗粒相互之间没有相对运动,而是以一个整体的状态移动,叫做移动床。
当流体(气体或液体)通过颗粒床层时,进行反应。
如果将流体通过床层的速度提高到一定数值,固体颗粒已经不能维持不变的状态,全部悬浮于流体之中,固体颗粒之间进行的是无规则运动,整个固体颗粒的床层,可以像流体一样流动,这即是流动床。
下面,小七为大家详细的介绍这三种反应器。
三、固定床反应器又称填充床反应器,内部装填有固体催化剂或固体反应物,以实现多相反应。
固体物通常呈颗粒状,堆积成一定高度(或厚度)的床层,床层静止不动,流体通过床层进行反应。
固定床反应器主要用于实现气固相催化反应,如氨合成塔、二氧化硫接触氧化器、烃类蒸汽转化炉等。
用于气固相或液固相非催化反应时,床层则填装固体反应物。
涓流床反应器也可归属于固定床反应器,气、液相并流向下通过床层,呈气液固相接触。
1、优点•催化剂机械磨损小。
•床层内流体的流动接近于平推流,与返混式的反应器相比,可用较少量的催化剂和较小的反应器容积来获得较大的生产能力。
•由于停留时间可以严格控制,温度分布可以适当调节,因此特别有利于达到高的选择性和转化率。
•可在高温高压下操作。
2、缺点•固定床中的传热较差。
•催化剂的再生、更换均不方便,催化剂的更换必须停产进行。
•不能使用细粒催化剂,但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。