应用化工技术专业《流化床反应器的不正常现象》

流化床反响器的分类1固体颗粒是否在系统内循环分为非循环操作的流化床〔单器［和循环操作的流化床其结 构如图2-11〔双器〕。

单器流化床在工业上应用最为广泛，多用 于催化剂使用寿命较长的气固催化反响过程，如丙烯氨化氧化反 响器、乙烯氧化反响器和蔡氧化制苯酐反响器等，其结构如图2 一8,图2 — 9、2-10。

双器流化床多用于催化剂寿命较短容易 再生的气固催化反响过程，如石油加工过程中的催化裂化装置， 采用硅铝催化剂完成反响，其结构如图3 — 10。

重油在催化剂上 裂解获得轻质油和气态烃，同时发生结焦反响，这些焦炭沉积在 催化剂的外表，使得催化剂失去活性，催化裂化过程不能继续， 必须将沉积在催化剂外表上的焦炭烧去，此烧焦过程在再生器中 进行，焦炭燃烧时放出的热量加热了催化剂颗粒，再生后的催化 剂带着显热为裂化过程提供所需的热量。

催化剂在反响器和再生 器间循环，是靠控制两器的密度差形成压差实现的。

催化剂在两 向流动，同时 反响和再生烧 过程。

&三级料腿 一二级料腿 一一吸料腿一冷却水管「-气体分散管 4气体分布板 一空气入口器间的定量定也完成了催化 焦的连续操作三级旋风—际由气体出口图2-8丙烯氨化氧化反响器图2-9乙烯氧化反响器图2-10蔡氧化反响器原料油与雾化蒸气进口图2-11催化裂化反响装置〔双器流化床）反应产物新催化制加料口—油热油乙焕醋酸混合气图2-12乙炔与醋酸合成醋酸乙烯反响器诽料进料预热燃烧空气预热空气―图2-13石灰石锻烧炉2床层外形分为圆筒形和圆锥形流化床。

圆筒形流化床反响器如图2—9 所示，结构简单，制造容易，设备容积利用率高。

圆锥形流化床如图2-12所示，结构比拟复杂，制造比拟困难，设备利用率较低，但因为其截面自下而上逐渐扩大，所以也具有很多优点：〔1〕适用于催化剂粒度分布较宽的体系，由于圆锥床底部速度大，可保证较大颗粒的流化，防止了分布板上的阻塞现象，而上部速度低，可减少小颗粒的夹带，也减轻了气固别离设备的负荷。

2017年 7 月中央电大专科《化学反应过程及设备》期末考试题及答案说明：试卷号：2629课程代码：02438适用专业及学历层次：应用化工技术；专科考试：形考（纸质、比例30%）；终考（纸考、比例70%）一、判断题1．液体在搅拌器作用下，在设备内的流动有两个方向，即轴向和径向。

(错)2．除非特殊说明，催化剂在使用之前不需要进行活化。

(错)3．对于平行反应，转化率越大则主产物生成的量越大。

(错)4．影响气含率的因素主要有设备结构、物性参数和操作条件等。

(对)5．流化床的内部构件一般设置在稀相段。

(错)二、名词解释6．反应器优化：是指将反应特点和反应器特点综合起来考虑，以使过程最为经济。

7．均相反应：是指在均一的液相或气相中进行的反应。

8．空隙率：是指催化剂颗粒的微孔体积占整个催化剂颗粒体积的分率。

9．含气率：是指气液混合物中气体所占的体积分率。

三、填空题10.催化剂的中毒分和两类。

暂时性中毒永久性中毒11.固定床反应器主要分为和两类。

绝热式换热式12.降低返混程度的措施主要是对设备进行分割。

分和两种，常用的是分割。

横向纵向横向13.化学反应过程及设备的研究方法主要有、和。

传统研究方法解析法模型法14.单一反应是指。

反应器内只进行一个不可逆的反应15.催化剂的密度有三种，即、和。

真密度假密度堆积密度16．釜式反应器常用的传热方式有和两种。

夹套蛇管17．可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时的状态称状态。

平衡18. 一级反应所需的反应时间仅与有关，而与无关。

转化率初始浓度19.当聚式流化不正常时，有两种状态，即为、。

沟流大气泡和腾涌20.反应级数是指动力学方程中。

浓度项的幂数四、简答题21．在流化床反应器中，气体分布装置的作用有哪些？参考答案：气体分布装置是保证流化床具有良好而稳定的流化状态的重要部件。

气体分布装置的作用有三个：第一，它必须具有均匀分布气体的作用，同时其压降要小；第二，使流化床有一个良好的起始流化状态，保证在分布板附近创造一个良好的气固接触条件，排除形成死床的可能；第三，支撑板上的催化剂，在长期操作过程中，分布板可不被堵塞和磨蚀，而且停车时不漏料。

流化床反响器的不正常现象不正常现象在流化床反响器的日常操作与维护中，要重点防止异常现象的发生，下面介绍常见的异常现象：1.沟流现象沟流现象的特征是气体通过床层时形成短路，气体通过床层时，其气速超过了临界流化速度，但床层并不流化，而是大量的气体短路通过床层，床层内形成一条狭窄的通道，此时大局部床层那么处于静止状态，如图2-33所示。

沟流有两种情况，〔a〕图所示的贯穿沟流和〔b〕图所示的局部沟流。

沟流仅发生在局部，成为局部沟流；如果沟流贯穿整个床层，称为贯穿沟流。

沟流现象发生时，大局部气体没有与固体颗粒很好接触就通过了床层，这在催化反响时会引起催化反响的转化率降低。

由于局部颗粒没有流化或流化不好，造成床层温度不均匀，从而引起催化剂的烧结，降低催化剂的寿命和效率。

因为沟流时局部床层为死床，不悬浮在气流中，故在△P-u图上反映出△P始终低于理论值W/A，如图2-34所示。

〔a〕〔b〕图2-33 流化床中的沟流现象图2-34 沟流时△P-u的关系〔a〕贯穿沟流；〔b〕局部沟流沟流现象产生的原因主要与颗粒特性和气体分布板的结构有关。

以下几种情况尤其容易产生沟流：颗粒的粒度很细〔粒径小于40m〕、密度大且气速很低时；潮湿的物料和易于粘结的物料；气体分布板设计不好，布气不均，通气孔太少或各个风帽阻力大小差异较大。

要消除沟流，可适当加大气速、对物料预先进行枯燥，另外分布板的合理设计也是十分重要的。

还应注意风帽的制造、加工和安装，以免通过风帽的流体阻力相差过大而造成布气不均。

2.大气泡现象流化床中生成的气泡在上升过程中不断集合长大，直到床面破裂是正常现象。

但是如果床层中大气泡很多，由于气泡不断搅动和破裂，床层波动大，操作不稳定，气固间接触不好，就会使气固反响效率降低，这种现象称为大气泡现象，应力求防止。

通常床层较高，气速较大时容易产生大气泡现象。

在床层内加设内部构件可以防止产生大气泡，促使平稳流化。

3.腾涌现象腾涌现象，就是在大气泡状态下继续增大气速，当气泡直径大到与床径相等时，就会将床层分为几段，变成一段气泡和一段颗粒的相互间隔状态。

一填空牛顿粘性定律的数学表达式为，牛顿粘性定律适用于流体。

（；牛顿）气体的粘度随温度的升高而，水的粘度随温度的升高而。

（增大；减小）气体的粘度随温度的升高而；压力升高液体的粘度将。

（增大；不变）某流体的相对密度（又称比重）为0.8，在SI制中，其密度ρ= ，重度γ= 。

（800kg/m3；7848N/m3）4℃水在SI制中密度为1000kg/m3；重度为；在工程单位制中密度为；重度为。

（9810N/m3；102kgf·s2/m4；1000kgf/m3）油品的比重指数°API越大说明油品的比重越。

（小）处于同一水平面高的流体，维持等压面的条件是，，。

（同一种流体；连续；静止）当地大气压为745mmHg，测得一容器内的绝对压强为350mmHg，则真空度为。

测得另一容器内的表压强为1360mmHg，则其绝对压强为。

（395 mmHg；2105 mmHg）如衡算基准以J/kg表示，柏努利方程可表示为；如用N/m2表示，则柏努利方程为。

（；）经典形式的柏努利方程的应用条件是：、、。

（不可压缩；理想流体；无外功）流体流动的连续性方程是；适用于不可压缩流体流动的连续性方程是。

（u1A1ρ1 = u2A2ρ2；u1A1 = u2A2）判断流体流动方向的依据是。

（各截面上总比能的大小）流体在圆管内作层流流动时，速度分布呈，平均流速为管中心最大流速的。

（抛物线；1/2）雷诺数的物理意义为。

（流体流动时的惯性力与粘性力之比）某流体在圆形直管中做层流流动时，其速度分布是型曲线，其管中心最大速度为平均流速的倍，摩擦系数λ与Re的关系为。

（抛物线；2；λ= 64/Re）当Re为已知时，流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数λ= ，在粗糙管内呈湍流时，摩擦系数λ与和有关。

（64/Re；Re；相对粗糙度）流体在管内做湍流流动时（不是阻力平方区），其摩擦系数λ随和而变。

（Re；相对粗糙度ε/d）某流体在圆形直管中作湍流流动时，其摩擦系数λ主要与有关。

2017年 1 月中央电大专科《化学反应过程及设备》期末考试题及答案说明：试卷号：2629课程代码：02438适用专业及学历层次：应用化工技术；专科考试：形考（纸质、比例30%）；终考（纸考、比例70%）一、判断题1．一般地，生成速率为正，消耗速率为负。

(错)2．对同一催化剂来讲：P。

<PB<PP。

(错)3．级数在一定温度范围内保持不变，它的绝对值不会超过3，但可以是分数，也可以是负数。

(对)4．为了达到反应釜快速开车的目的，应该降低进料的温度，提高进料的流量。

(错)5．对于可逆反应，催化剂在加速正反应的同时，对逆反应无影响。

(错)。

二、名词解释6．热稳定性：是指当反应器受到热扰动后有无自行恢复到原热平衡状态的能力。

7．停留时间：从流体元进入反应器开始计时直到离开反应器为止所经历的时间称为该流体元的停留时间。

8．固定床反应器：流体通过静止的固体物料所形成的床层并进行反应的装置称为固定床反应器。

9．催化剂的比表面积：单位质量催化剂具有的表面积称为比表面积。

三、填空题10.一般可以将催化剂的失活分为、、三类。

老化结焦中毒11．返混是物料在时间上的混合。

逆向12．按床层中是否设置内部构件，流化床反应器可以分为和。

自由床限制床13．反应器的操作方式分、和。

间歇式连续式半连续式14.复杂反应大致可以分为、、和四类。

可逆反应平行反应连串反应自催化反应15.间歇反应器的一个操作周期的时间分两部分，即和反应时间辅助时间16. 一般形状系数越大（即越接近圆球体），空隙率越；颗粒表面越光滑，空隙率越；粒度越小，空隙率越；粒度分布越不均匀（即粒径分布越宽），空隙率越。

小小小小17.液体在搅拌器的作用下，在设备内的流动有三个方向，分别对应、和三种流动形态。

轴向流径向流切线流四、简答题18.简述流化床反应器的优点。

参考答案：流化床反应器具有以下优点：①从对催化剂的要求看，流化床可采用小颗粒且粒度范围较宽的催化剂，从而增大了气固相间的接触面积。

1. 化学反应过程按操作方法分为_______、______、_______操作。

（分批式操作、连续式操作、半间歇式）2. 反应器的型式主要为（釜）式、（管）式、（塔）式、（固定）床和（流化）床。

3. 理想流动模型是指（平推流）模型和（全混流）模型。

5.间歇釜式反应器有效体积不但与（反应时间）有关，还与（非生产时间）有关。

6. 对于平行反应，提高反应物浓度，有利于（级数高）的反应，降低反应物浓度有利于（级数低）的反应。

化工生产中应用于均相反应过程的化学反应器主要有（釜式）反应器和（管式）反应器。

7. 平行反应AP(主)S(副)均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，选择性S p 与_______无关，仅是_______的函数。

（浓度、温度）主-副大于0，是吸热反应！8. 如果平行反应)()(副主S A P A →→均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，提高选择性P S 应_____。

(提高温度)9.理想反应器是指_______、_______。

[理想混合（完全混合）反应器、平推流（活塞流或挤出流）反应器]8.全混流反应器的返混_______。

（最大） 平推流反应器的返混为_______。

（零）9.对于循环操作的平推流反应器，当循环比β→0时为_______反应器，而当β→∞时则相当于_______反应器。

10.反应器物料的停留时间的分布曲线是通过物理示踪法来测定的，根据示踪剂的输入方式不同分为_______、_______、_______。

（脉冲法、阶跃法、周期示踪法）11.平推流管式反应器t t =时，E （t ）=_______。

（∞）12.平推流管式反应器t t ≠时，E （t ）=_______。

（0）13.平推流管式反应器t t ≥时，F （t ）=_______。

（1）14.平推流管式反应器t ＜t 时，F （t ）=_______。

（0）15.平推流管式反应器其E （θ）曲线的方差=2θσ_______。

流化床反响器结构尺寸及反响器压力降的计算流化床的床径与床高是工业流化床反响器的两个主要结构尺寸。

对于工业中的化学反响，尤其是催化反响所用的流化装置，首先要用实验来确定主要反响的本征速率，然后才可选择反响器，结合传递效应建立数学模型。

鉴于模型本身存在不确切性，因此还需要进行中间试验。

这里就非催化气固流化床反响器的直径与床高确实定作简要介绍，有关催化流化床可查阅有关资料。

1. 流化床直径当生产规模确定后，通过物料衡算得出通过床层的总气量Q[m 3〔标〕/h]。

用前面介绍的方法，根据反响要求的温度、压力和气固物性，确定操作气速u ，那么有：5210013.1273360041⨯⨯⨯⨯=P T u D Q R π P u TQ P u Q T D R ⋅⋅=⋅⋅⨯⨯⨯⨯⨯=ππ828.9132.4360027310013.145 〔2-30〕式中 Q ——气体的体积流量，m 3/h ；D R ——反响器直径，m ；T ，P ——反响时的绝对温度〔K 〕和绝对压力〔Pa 〕； u ——以T 、P 计的表观气速，m/s ，一般取1/2床高处的P 进行计算。

为了尽量减少气体中带出的颗粒，一般流化床反响器上部设置扩大段，扩大段直径由不允许吹出粒子的最小颗粒直径来确定。

首先根据物料的物性参数与操作条件计算出此颗粒的自由沉降速度，然后按下式计算出扩大段直径L D 。

013.12733600412P T u D Q t L ⋅⋅⋅⋅=π P u TQD t L ⨯⨯⨯=π828.9013.14〔2-31〕2.流化床床高一台完整的流化床反响器高度包括流化床高度、扩大段高度和别离高度。

而流化床高又包括临界流化床高mf L ，流化床高f L 与别离段高度D L 。

临界流化床高mf L ，也称静止床高D L 。

对于一定的流化床直径和操作气速，必须有一定的静止床高。

对于生产过程，可根据产量要求算出固体颗粒的进料量W P 〔kg/h 〕，然后根据要求的接触时间τ〔h 〕，求出固体物料在反响器内的装载量M 〔kg 〕，继而求出临界流化床时的床高mf L 。

化工原理试题与答案一、填空题1. 流体在一根圆形水平直管中流动;测得其平均流速为0.5 m ·s -1;雷诺数Re =1000;压降Δp =10 Pa;问管中心处的最大流速为 m ·s -1..若平均流速增大为1 m ·s -1;则压降Δp 为 Pa..2.反应器内流体的混和按考察的尺度可划分为 混和和 混和..3. 填料吸收塔正常操作时;若液气比增大;则吸收液的出塔浓度 ;吸收的推动力 ..4. 某间壁式换热器传热面积为2.5 m 2;传热平均温差为45 K;传热速率为9000 W;则该换热器此时的总传热系数K = ..5. 气体的粘度值随温度的升高而 ；液体的粘度值随温度的升高而 ..6. 雷诺数Re 是流体流动 的判据..流体在管道中流动;当Re 时为稳定层流；当Re 时;可以形成湍流；只有当Re 时;方可达到稳定的湍流..7. 活塞流反应器的量纲一平均停留时间无因次平均停留时间θ等于 ；其停留时间的量纲一方差无因次方差为 ..8. 在连续接触的填料塔内;进行定常等温吸收操作;填料层高度的计算;可由物料衡算式和吸收速率方程联列导出计算式; 填料层总高度等于 和 之乘积..9. 列举四种工业上常用的间壁式热交换器： 、 、、 ..10.伯努利方程gZ 1+ρ1p +221u +W e =gZ 2+ρ2p +222u +)21(,-∑f H 适用的条件是在 流动时的 流体..11. 从手册中查得某液体在25℃和1 atm 时的粘度为0.80 厘泊;试将其换算成国际单位制;粘度应为 ..12. 在研究流体流动规律时;要注意区分是定常或称定态流动和不定常或称不定态流动;稳定态和不稳定态..如果所考察的流体流动过程或系统中任何一个部位或任何一个点上的流体性质和过程参数都不随时间而改变;则该过程为 过程;反之;则为 过程..当流体流动过程的雷诺数大于1×104时;可以认为是 的湍流；当雷诺数在2000 ~4000 之间流体的流动型态为 的过渡区域..13. 流化床反应器中常需选用合适的气体分布板和增设导向板等内部构件;其目的是为了克服 和 等不正常流化现象;用以改善聚式流化床的流化质量..14. 在精馏过程中;当回流比加大时;精馏段与提馏段操作线交点向移动;并以为极限;回流比减小时; 精馏段与提馏段操作线交点向移动;并以为极限..15. 套管换热器中;逆流操作的主要优点是;并流操作的主要优点是..16. 彼克列模数P e—→ ;反应器内返混;趋近于模型；彼克列模数P e—→0;反应器内返混;趋近于模型..17. 流体在圆管内做层流流动时;其最大流速为平均流速的倍；湍流时;其最大流速约为平均流速的倍..18.画出下列典型反应器停留时间分布密度曲线的示意图：19. 精馏操作中回流比R是一个重要的参数;其定义为R= ;在精馏操作中;若塔板数保持不变;增大回流比;则所得的塔顶产品纯度将..若减少回流比且要维持塔顶产品的纯度不变则需塔板数..20. 冷流体在加热管中升温至363 K;操作中管壁温度与流体入口温度均未变;未出现污垢;总传热总系数也不变;但冷流体出口温度降至350 Ｋ..可能的原因是;这时;传热速率比原先的要..21. 流体流动的连续性方程u1A1=u2A2是在条件下得出..它仅适用于的流体;它是原理在化学工程中的应用..22. 国际单位制的压强采用专用名称单位Pa;其国际制基本单位表达式单位因次式为..23.设E1和E2分别为平行反应过程中主、副反应的活化能;请在下图中画出平行反应选择性与温度的关系..24. 液体的粘度随温度升高而;因此温度升高;固体颗粒在液体中的沉降速度..气体的粘度随温度升高而;因此温度升高;固体颗粒在气体中的沉降速度..25. 一个填料吸收塔逆流操作时;若循环使用的吸收剂中吸收质含量降低;其它操作条件保持不变;则出口气体中吸收质的含量将;吸收率将..26. 在加热或冷却时;若单位时间传递的热量一定;则在同一换热设备中;采用逆流操作比并流操作;加热剂或冷却剂的用量要..若单位时间传递的热量一定;加热剂或冷却剂的用量也一定;则逆流操作所需换热设备的传热面积要比并流操作的..27. 将下列非SI单位计量的物理量分别换算成指定的SI单位：质量 2.5kgf·s2·m-1= kg压强30kgf·cm-2= Pa热量 1.00kcal IT= J比定压热容0.50kcal·kg-1·℃-1= J·kg-1·K-128. 若流体在连续流动管式反应中流动时;达到了的程度;则该反应器可称为活塞流反应器..29. 在圆形直管中流动的流体;流动型态分为和..其中判断流体流动型态的特征数是..30. 对于双组分液体的连续精馏过程..在分离任务和进料热状况给定的情况下;若增加回流比;将使减少;却使增加..31. 热传导是在物体内部或者物体与物体接触中;由于传递热能；而对流传热是由于传递热能..32. 工程书籍或手册中CGS制的压强的单位曾采用过工程大气压at;工程大气压的定义值为：1 at= kgf·cm-2= mH2O将其换算成SI单位Pa时的准确换算值为：1 at= Pa33. 若基本物理量为质量M、长度L和时间T;则粘度 的量纲式因次式为..34.在下列T—x A图中分别标绘出气固相催化反应过程的操作线..35. 孔板流量计和转子流量计测流量都是依据原理;前者通过所测来计算流体的流量;后者由来确定流量的大小..36. 相际传质过程主要依靠物质的扩散作用;而物质的扩散主要有两种基本方式：物质借分子运动由一处向另一处转移而进行物质扩散的方式;即为;物质因流体的旋涡运动或流体质点的相对位移而进行物质扩散的方式即为..37. 在列管换热器中用饱和水蒸气加热某溶液;通常使走壳程; 走管程..38. 试比较下列压强的大小：A1.5大气压表压；B450mmHg真空度；C1.2kPa绝压；D22mH2O绝压；E5m硫酸柱绝压..已知硫酸密度为1.840×103 kg·m-3> > > >..39. 工业反应器的放大设计方法;过去曾主要采用的方法;直至20世纪中叶的方法才渐趋成熟起来;尤其是计算机及软件系统的迅速发展;为这种新兴的方法提供了有效的手段..40. 以单位重量为基准;不可压缩实际流体的伯努利方程式为;各项的单位为..41. 根据双膜模型的基本假设;气液两相的扩散阻力集中在两层虚拟的静止膜层内;若用水吸收NH3或HCl;传质阻力几乎全集中于;通常称为控制;若用水吸收O2或N2;传质阻力几乎全集中于;通常称为控制..42. 平壁炉炉膛温度为1300 K;炉壁由内向外由耐火砖;保温砖和装饰层组成;保温砖外侧温度为353 K;装饰层外侧温度为333 K..若在保温砖与装饰层之间再加一层保温材料;则温度变化情况为：保温砖外侧温度；装饰层外侧温度..43. 在早期出版的手册中;查到粘度的数据常以厘泊为计量单位;国际单位制的粘度单位为;两者的换算关系为：1厘泊= ..44. 用脉冲法实验测得一连续流动反应器的平均停留时间t=60 s;停留时间的方差2=360 s;若用多釜串联模型和轴向扩散模型来描述其中的返混情况;此时模型参数N和P e t分别为和..45.从压强恒定的粗水管A向一条管径相同的水平支管供水;支管中有一闸阀F如图;考虑到直管BC;DE和闸阀的能量损失;当阀门由全开变为半开时;支管出口处的流量将;直管DE的阻力损失将;使阀门下游D处的压强将..46. 精馏是利用液体混合物中各组分不同的特性来进行分离的..这种分离操作是通过间的质量传递实现的..47. 平板换热器的板面通常压制成各种形式的波纹;其作用是、和..48. 气体的粘度值随温度的升高而；液体的粘度值随温度的升高而 ..49. 彼克列模数P e—→ ;反应器内返混;趋近于模型；彼克列模数P e—→0;反应器内返混;趋近于模型..50. 在研究流体流动规律时;要注意区分是定常或称定态流动和不定常或称不定态流动;稳定态和不稳定态..如果所考察的流体流动过程或系统中任何一个部位或任何一个点上的流体性质和过程参数都不随时间而改变;则该过程为过程;反之;则为过程..当流体流动过程的雷诺数大于1×104时;可以认为是的湍流；当雷诺数在2000 ~4000 之间流体的流动型态为的过渡区域..51. 某混合气体在标准状况下有V m3;其中溶质A为n A mol;其余为惰性组分B;则组分A的摩尔分数为; 摩尔比比摩尔分数为..52. 为强化传热;人们设计了管外加翅片的换热器..它适用于管内;而管外的情况..53. 从早期文献中查到某种液体的比重为0.981;按国家法定单位制规定;废弃比重改用相对密度;则该种液体的相对密度为;密度为..54．精馏操作的原理 ..实现精馏操作的必要条件是和 ..55．气液两相成平衡状态时;气液两相温度 ;液相组成气相组成..56．用相对挥发度α表示的气液平衡方程可写为 ..根据α的大小;可用来 ;若α=1;则表示..57．某两组分物系;相对挥发度α=3;在全回流条件下进行精馏操作;对第n、n+1 两层理论板从塔顶往下计;若已知y n=0.4;则y n+1= ..全回流操作通常适用于或 ..58．在总压为101.3kPa 、温度为85℃下;苯和甲苯的饱和蒸气压分别为kPa p A 9.116=*、kPa p B 46=*;则相对挥发度α= ;平衡的液相组成x A = ;气相组成y A = .59.某精馏塔的精馏段操作线方程为275.072.0+=x y ;则该塔的操作回流比为 ;流液组成为 ..60.最小回流比的定义是 ;适宜回流比通常取为 R min ..61.精馏塔进料可能有 种不同的热状况;当进料为气液混合物且气液摩尔比为2:3时;则进料热状况参数q 值为 ..62.在流动系统中;若截面上流体压强、密度、流速等仅随_________改变;不随________改变;称为稳定流动..63.流体在圆形直管中作层流流动;如果流量等不变;只是将管径增大一倍;则阻力损失为原来的________..64.离心泵起动时需_______________________________..65. 雷诺准数的表达式为_______________..当密度ρ＝820 kg.m ;粘度μ=3厘泊的某物质;在内径为d=100mm;以流速为2m.s 在管中流动时;其雷诺准数等于__________;其流动类型为_____.66.牛顿粘性定律用粘滞力的表达式为_______________.用剪应力的表达式为_______________.67. 当20℃的水ρ=998.2kg.m ;μ=1.005厘泊在内径为100mm 的光滑管内流动时;若流速为1.5m.s 时;其雷诺准数Re 为______;直管摩擦阻力系数λ为_______.68.某长方形截面的通风管道;其截面尺寸为30×20mm;其当量直径de 为______.10.流体体积流量一定时;有效截面扩大;则流速＿＿__＿;动压头＿_＿＿;静压头＿＿＿增加、减少、不变..69.套管由φ57×2.5mm 和φ25×2.5mm 的钢管组成;则环隙的流通截面积等于__________;润湿周边等于__________;当量直径等于__________..70.某流体在圆形直管中作滞流流动时;其速度分布是________型曲线;其管中心最大流 速为平均流速的_______倍;摩擦系数λ与Re 的关系为__________..71.流体在管内作湍流流动时不是阻力平方区;其摩擦系数λ随__________ 和___________而变..二、判断题1. 流体流动时;其粘度越大;内摩擦力越大..…………………………………………2. 当热、冷流体均无相变;且进出口温度不变时;逆流操作时平均温度差∆T m 最大;并流操作时∆T m 最小;任何其它复杂流程皆介于两者之间..…………………………………3. 液体的粘度受压力的影响很小;但随温度的升高而显著地降低；气体的粘度则随温度的升高而增大;也随压力的增大而有所增大..……………………………………………4. 流体通过孔板流量计中孔板所造成的阻力;随着流量的增加而增加；同样流体通过转子流量计中转子处所造成的阻力;也随着流量的增加而增加..…………………………5. 冷、热流体通过间壁进行热交换时;提高原来的传热膜系数α1和α2中较小一个的数值;对总传热系数的提高影响不大..……………………………………………………………6. 流体在圆形管道内湍流流动时;管中心处的流速最大;约为流体在管道中的平均流速的1.15~1.27倍..………………………………………………………………………7. 导热系数和传热膜系数都是物质的物理性质之一..…………………………………8. 求热交换过程的平均温度差时;当221>∆∆T T 时;应该用公式)ln()(121T T T T T m ∆∆∆-∆=∆计算；而当221≤∆∆T T 时;则必须用公式)(2121T T T m ∆+∆=∆计算;否则误差较大..……………………………………………9. 导热系数λ与传热膜系数α;都是物质的物理性质.…………………………10. 对于简单反应;无论是放热反应还是吸热反应;提高温度总是有利于加大反应速度..…………………………………………………………………………………………11.用两个同样的孔板流量计分别测量水平和垂直安装的管径相同的管道的流量时;如果两管道的体积流量相同;则两孔板流量计的液柱压差计的读数也相同..………………12. 多层平壁定态热传导时;各层壁面的温度差与其热阻之比等于总温差与总热阻之比..…………………………………………………………………………………………13. 对应于停留时间分布密度函数Et 最大值的时间即为平均停留时间t ..…………14. 在测定流体流动阻力的实验中;用水求得的摩擦系数λ——Re 的曲线;对其它流体也能适用..……………………………………………………………………………………15. 冷热两流体经间壁进行定态换热;若间壁两侧流体温度均沿壁面而变化;且冷热流体进出口温度均保持不变时;则逆流操作的传热平均温度差比并流时的传热平均温差大..…………………………………………………………………………………………16. 流体在一带锥度的圆管内流动;当流经A —A 和B —B 两个截面时;虽然平均流速u A ≠u B ;但u A 与u B 均不随时间而变化..这一流动过程仍是定态流动..……………17.为提高总传热系数K ;必须改善传热膜系数大的一侧的换热条件..………………18. 当管外壁保温材料的厚度增大时;保温层内外壁间的温度差增大;总的热阻也增大..但传热温度差与总热阻之比基本不变;即传热速率也基本不变..……………………19. 对于同一种保温材料;其堆积密度越小保温越有利..………………………………20. 对于气固相催化反应过程;在消除了外扩散影响的前提下;内扩散过程影响是否存在及其影响程度;可由内扩散效率因子2η的数值来判断：当实验测得内扩散效率因子2η=0.3时;则表明该过程内扩散影响不太显著;内表面利用率较高..…………………………21. 流体在等径的直管中作定常态流动时;由于流体流动而有摩擦阻力;因此;流体的压强将沿管长而降低;流速也随之沿管长而变小..…………………………………………22. 冷热两流体经间壁进行定态换热;若间壁两侧流体温度均沿壁面而变化;且冷热流体进出口温度均保持不变时;则逆流操作的传热平均温度差比并流时的传热平均温差大..…………………………………………………………………………………………23. 在一个连续、定态的流动系统中;当系统与外界无能量交换时;系统的机械能守恒..…………………………………………………………………………………………24. 冷、热两流体经间壁换热时;若间壁两侧均为定态变温传热;则逆流操作的传热温差比并流大..…………………………………………………………………………………25. 工业上流体输送过程中;被输送的流体大多数处于湍流状态;但也有一些例外;如粘度较大油品的输送即属此例..……………………………………………………………26. 多层固体平壁定态导热时;总推动力为各层温差之和;总热阻为各层热阻之和;总导热速率为各层导热速率之和..………………………………………………………………27. 流体在圆管内流动;若流量不变;而使管径增大一倍设流体的物性不变;则雷诺数的值为原来的2倍..………………………………………………………………………28. 当选用多种绝热材料时;在耐热性等条件允许时;为提高保温效果;应将导热系数大的包扎在内层..……………………………………………………………………………29. 冷、热流体在套管换热器中进行定态换热都无相变;若热流体的进口温度T 1上升;而冷流体的进口温度'1T 、冷流体的质量流量'm q 、热流体的质量流量m q 及物性数据均保持不变;则对数平均温差m T ∆将不变..………………………………………………………30. 流体在圆形管道内湍流流动时;管中心处的流速最大;约为流体在管道中的平均流速的1.15~1.27倍..………………………………………………………………………31. 冷、热流体通过间壁进行热交换时;提高原来的传热膜系数α1和α2中较小一个的数值;对总传热系数的提高影响不大..……………………………………………………………32. 敞口容器内静止水面下1 m 处测得的表压强为9.81 kPa..…………………………33. 当热、冷流体均无相变;且进出口温度不变时;逆流操作时平均温度差∆T m 最大;并流操作时∆T m 最小;任何其它复杂流程皆介于两者之间..…………………………………34. 牛顿粘性定律的表达形式为dydu μτ-=;即剪应力τ与速度梯度成正比；上式变换后可写成dyu )(d ρρμτ⨯-=;它的物理意义可理解为流体在层流时的动量传递速度与单位体积流体的动量梯度成正比..………………………………………………………………35. 在列管换热器中;如用饱和水蒸气加热管内空气;则传热管的壁温接近于空气的温度..……………………………………………………………………………………………36. 在流体流动系统中;存在明显速度梯度的区域称为流体流动边界层..边界层的厚度与雷诺数Re 有关..Re 越大;边界层的厚度越大..……………………………………………37. 在套管式换热器中进行冷、热流体的传热过程中;由于沿管长方向各部位的温度是不同的;所以这种传热称为非定态传热..……………………………………………………38. 在对流传热过程中;若两种流体的传热膜系数分别为α1和α2;且α1》α2;在忽略固体壁面热阻的情况下;总传热系数K 接近于α1..………………………………………39. 石油催化裂化工业装置采用密相流化床设备;为使设备能稳定操作;则实际操作气流速度必须小于临界流化速度;大于带出速度..……………………………………………40. 流体流动边界层分为层流边界层和湍流边界层..一般说的层流内层即为层流边界层..……………………………………………………………………41. 为提高总传热系数K ;必须改善传热膜系数大的一侧的给热条件..………………42. 流体流动时;其粘度越大;内摩擦力越大..…………………………………………43. 已知单层平壁内的热传导;在壁厚方向上温度随厚度变化呈线性关系..同理;单层圆筒壁内的导热;温度与半径的关系也是线性的..…………………………………………44. 实际流体在定态流动过程中;存在着三种不同的流型：层流、湍流和过渡流..…………………………………………………………………………………………45. 流体流经固体表面时存在边界层;边界层内传热以热传导方式为主;存在较大的温度梯度;而温度梯度存在的区域称为传热边界层..所以;流动边界层和传热边界层实际上是同一个概念..………………………………………………………………………………46. 流体在一带锥度的圆管内流动;当流经A—A和B—B两个截面时;虽然平均流速u A≠u B;但u A与u B均不随时间而变化..这一流动过程仍是定态流动..……………47. 多层平壁定态热传导时;各层壁面的温度差与其热阻之比等于总温差与总热阻之比..…………………………………………………………………………………………48. 对于同一种保温材料;其堆积密度越小保温越有利..………………………………49. 在气固相催化反应动力学研究中;为了消除内扩散过程的影响;通常保持在温度、空间速度和反应物浓度不变的条件下;测定催化剂不同粒径下的转化率..当粒径减小到一定程度后;转化率不再改变;说明在该粒径下;已消除了内扩散过程的影响..…………50.难溶的气体;吸收阻力主要集中在气膜上..…………51.亨利定律的表达式之一为p＝Ex;若某气体在水中的亨利系数E值很大;说明该气体为易溶气体..52.工业上一般吸收是在吸收塔中进行的..象传热一样;气液间逆流操作有利于吸收完全并可获得较大的吸收推动力..53.吸收过程中;当操作线与平衡线相切或相交时所用的吸收剂最少;吸收推动力最大..三.选择题1. 在下列各种流量计中;哪一种流量计引起的局部阻力不随流量的增加而显著增大…………………………………………………………………………………………A孔板流量计；B转子流量计；C文氏流量计；D毛细管流量计..2. 对于逆流接触的吸收过程;液气比的大小对吸收操作具有较大的影响..通常;实际操作的液气比常以最小液气比的倍数来表示..当单位吸收耗剂用量趋于最小液气比时;则有…A 吸收过程推动力趋于最大;吸收塔所需高度趋于最小;B 吸收过程推动力趋于最小;吸收塔所需高度趋于最大;C 吸收过程推动力趋于最大;吸收塔所需高度趋于最大;D 吸收过程推动力趋于最小;吸收塔所需高度趋于最小..3. 常温下;钢、不锈钢、水和空气的导热系数分别为………………………………A45 W·m‐1·K‐1 ;15 W·m‐1·K‐1 ;0.6 W·m‐1·K‐1和0.026 W·m‐1·K‐1 ;B0.6 W·m‐1·K‐1 ;0.026 W·m‐1·K‐1 ;45 W·m‐1·K‐1和15 W·m‐1·K‐1 ;C0.026 W·m‐1·K‐1 ;0.6 W·m‐1·K‐1 ;15 W·m‐1·K‐1和45 W·m‐1·K‐1；D15 W·m‐1·K‐1 ;45 W·m‐1·K‐1 ;0.6 W·m‐1·K‐1和0.026 W·m‐1·K‐1 .4. 水从高位槽中流出时;则……………………………………………………………A水的静压能转变为动能；B水的位能转变为动能；C除水的静压能转变为动能外;由于位能的减少;水的内能略有下降；D除水的位能转变为动能外;由于静压能的减少;水的内能略有下降；5. 在连续精馏加料操作线方程q线方程中的q值;可视为总进料量中参与回流的料液量所占的分数..因此饱和液体泡点温度进料时的q值为…………………………………A 0 ;B 1 ;C 小于0的值;Ｄ大于1的值..6. 冷热两流体在逆流换热时;冷流体的出口极限温度可能是………………………..A等于或接近于热流体的进口温度;B低于或接近于热流体的进口温度;C高于或接近于热流体的进口温度;D远高于热流体的进口温度..7. 流量为0.01 m3·h-1的流体从套管环隙套管外管内径为50 mm;内管外径为25 mm;管壁为2.5 mm中流过;流体的流速为…………………………………………………A20.5 m·s-1；B14.2 m·s-1；C6.8 m·s-1；D31.8 m·s-1..8. 如图所示;A和B两条平行直线为某一个填料吸收塔在两种情况下的操作线..比较两种操作情况下的塔顶尾气中吸收质含量Y2和塔底溶液中吸收质的含量X1;可知……………………………A Y2A > Y2B ; X1A > X1B;B Y2A < Y2B ; X1A <X1B;C Y2A > Y2B ; X1A < X1B;D Y2A = Y2B ; X1A =X1B;9. 在一个单程列管式换热器中;壳程内通以20 ℃左右的水;用来冷却管程中流经的α=5.0 W·m‐2·K‐1;管壁对水的传热膜200 ℃的热空气..经实测;空气对管壁的传热膜系数1α=400 W·m‐2·K‐1..管壁为碳钢;壁厚3 mm;碳钢的导热系数λ=50 W·m‐1·K‐1..系数2现欲强化该传热过程;最合理的措施是………………………………………………………… A 将原换热器换成一个传热面积更大的换热器;B 将内管由钢管改为铜管;C 增大壳程中水的流速；D 增大管程中空气的流速..10. 当流体在圆管内流动时;使流体的流速在圆管内分布不均匀的原因是由于……………………………………………………………………………………………A 管壁存在摩擦力；B 流体的静压力；C 流体存在粘滞力；D 流体所受到的重力..11. 雷诺数Re 的数学表达式为……………………………………………………… A ρμdu ； B ρμdu ； C ud μρ； D μρdu .. 以上各式中u 为流体流速;ρ为流体密度;μ为流体粘度;d 为管径或定性尺寸..12. 有一连续精馏塔分离苯和甲苯的混合物;塔顶得到苯的摩尔分数为0.97的产品;塔底得到甲苯的摩尔分数为0.98的产品..由于市场需求发生变化;现要求塔顶产品的纯度提高至0.98;塔底产品的纯度和苯与甲苯的产量均要求维持不变..有人提出了四条建议;你认为应采用哪一条 ……………………………………………………………………………A 增加回流比;B 将加料口向下移一块塔板;C 加料口下移的同时;将加料状态从冷液改为饱和蒸气加料;D 增加回流比的同时增加塔底再沸器的蒸气加热量..13. 在多层固体平壁中进行一维定常导热时;各层的温度降与各相应层的热阻之间呈何种关系 ……………………………………………………………………………………（A ） 反比关系； B 无关系； C 正比关系； D 不确定关系..14. 流体在确定的系统内作连续的定常流动时;通过质量衡算可得到：……………A 流体静力学基本方程；B 连续性方程；C 伯努利方程；D 泊谡叶方程..15. 在精馏塔中;相邻三层实际塔板的气液两相组成如图所示 ;且x n 和x n +1对应的气相平衡组成为y n *和y n +1*;则第n 层塔板的单板效率为…………………………A y n -y n +1／y n -x n ;B y n -y n +1／y n *-y n +1 ;C y n -y n +1／y n -x n +1 ;D y n *-y n ／y n -y n +1 ..16. 在一列管式换热器中用水冷却列管内的CO 2气体;就整个换热过程而言;热阻主要存在于………………………………………………………………………………………（B ） C O 2气体的流动主体中；（C ） 金属管壁中；（D ） C O 2气体与管壁间的层流底层中；（E ） 水流与管壁间的层流底层中..17. 流体在圆管内呈层流流动时;速度分布曲线的形状及平均速度u 和最大速度u max 的关系分别为……………………………………………………………………………………A 抛物线形;u =21 u max ；B 非严格的抛物线形;u =0.82 u max ；C 非严格的抛物线形;u =21 u max ；D 抛物线形;u =0.82 u max ..18.如图所示为各种进料热状况的q 线其中;表示气液混合进料的q 线是…………A 线1 ;B 线2 ;C 线3 ;D 线4 ..19.目前我国化工企业中使用得最广泛的换热器是…………………………………… A 夹套式换热器; B 翅片式换热器;C 螺旋板式换热器;D 列管式换热器..20. 流体在管内作连续定态流动时;流速u 与管径d 之间的关系212221d d u u 可适用于 …………………………………………………………A 不可压缩流体的等温过程；B 可压缩流体的等温过程；C 不可压缩流体的变温过程；D 可压缩流体的变温过程..21. 流体在圆管内呈层流流动时;速度分布曲线的形状及平均速度u 和最大速度u max 的关系分别为……………………………………………………………………………………A 抛物线形;u =21 u max ； B 非严格的抛物线形;u =0.82 u max ； C 非严格的抛物线形;u =21 u max ； D 抛物线形;u =0.82 u max ..22.吸收操作是一种用以分离哪类混合物的单元操作 ………………………………。

聚乙烯气相流化床反应器内静电生成原因分析及预防措施发布时间：2022-07-26T06:01:17.253Z 来源：《科学与技术》2022年第30卷第3月第5期作者：赵向东[导读] 在石油化化企业聚乙烯生产过程中，气相流化床反应器是较为重要生产设备，涉及较为复杂的工艺应用。

然而，在实际生产赵向东（大庆石化公司塑料厂，黑龙江省大庆市 163000）摘要：在石油化化企业聚乙烯生产过程中，气相流化床反应器是较为重要生产设备，涉及较为复杂的工艺应用。

然而，在实际生产过程中由于受到诸多方面因素的影响，导致反应器内部产生静电而对整个生产环节造成不良影响，不利于生产效率的提升，甚至会引发严重的安全事故。

基于此，文章主要对石油化工企业聚乙烯气相流化床反应器内静电产生的原因进行了分析，并对相关预防措施进行了有效探讨，以供参考。

关键词：流化床；聚乙烯；静电结片；预防前言我国某石油化工乙烯生产企业生产低密度聚乙烯装置采用的是工业化的气相流化床的先进生产技术，在气相流化床反应器内采用的是一种以钛为活性的固体粉末催化剂。

在气相流化床反应器中，乙烯、丁烯-1(或己烯-1)等原料，在?H2的调节作用下，最终反应生成聚乙烯树脂产品。

仍然，由于受到诸多方面因素的影响，在气相流化床反应器中常常会出现结片现象，较为严重的结片现象会导致反应器排料系统发生堵塞，或者是导致流化丧失。

对此，需要停车进行反应器内部结片的清除，但是每次停车都会导致产量损失，以及对反应器清理也需要消耗大量的维修费用，进而为企业造成较为严重的经济损失。

而通过降低静电电荷在流化床反应器中的聚集现象，对于减少反应器结片发生次数有着较为重要的作用。

因此，做好对工业聚乙烯气相流化床反应器内静电产生的有效预防，对于提高生产效益，降低生产成本有着较为重要的现实意义。

一、反应器结构和床层流化相关概述流化床反应器的组成部分主要包括有：筒体、顶部球形封头、膨胀段、底部椭圆形封头、分布板等。

《化工反应技术与设备》课程教学大纲英文名称：Chemical Reaction Technology and Equipment课程类型：专业技能课课程要求：必修学时/学分:40/2. 5适用专业：应用化工技术一、课程性质与任务化工反应技术与设备是石油化工生产技术专业、应用化工技术专业学生的一门专业基础课，共计40学时。

本课程要求学生学习和掌握各种反应器特点、均相反应器的设计计算、流体非理想流动状况及多相催化反应器的特点。

本课程在教学内容方面着重基本知识、基本理论和设计计算的讲解;在培养实践能力方面着重培养学生对各种反应过程的分析能力和设计能力，使学生掌握化工工业典型的反应设备的基本计算方法，并了解反应器的开发、放大方法，能够正确选用搅拌器的型式。

二、课程与其他课程的联系先修课程：高等数学，化工原理，物理化学等。

本课程与《化工原理》课程密切相关，《化工原理》系统地介绍单元过程，《化工反应技术与设备》则重点介绍化工生产过程中反应器的类型及选用、搅拌器的类型及选用、反应过程中的换热设备、反应器的工艺设计计算等。

本课程与《物理化学》也有密切联系，《物理化学》中的化学反应动力学部分一般地、系统地介绍反应动力学原理，本课程则深入地、具体地介绍反应器设计时所需的动力学基础知识。

本课程要求学生具有较扎实的数学基础。

该课程为学生后续所学专业课打下良好的理论基础，最终培养学生应用基础理论知识和所学的专业知识，进行反应器的设计及设备的选型，并能分析和解决化工生产中的有关问题, 以适应科研、设计和生产实践等方面的需要。

三、课程教学目标1.学习化工反应技术与设备的基础知识和基本理论知识，掌握常用反应器的结构、特点等基本知识，具有分析、选用和设计均相反应器的能力；2.掌握反应器的类型、搅拌器的类型及作用、反应过程中换热设备的类型，并能正确选用设备型式；3.学习固体催化剂、固定床及流化床反应器的基本理论知识，掌握内外扩散对多相催化反应过程的影响，能够分析气固相催化反应过程；4.培养学生树立正确的设计思想，了解影响反应速率的因素，掌握均相反应器的特点及计算方法；5.培养学生的工程实践能力，使学生掌握停留时间分布的实验测定方法，学会分析实际反应器中流体流动偏离非理想流动的原因，提高反应器的流动状态；6 .了解化工反应技术与设备的前沿和新发展动向。

流化床反应器床层波动现象分析牛维维，杨猛，李斌，张栋，何炳昊（陕西延长石油（集团）碳氢高效利用技术研究中心，陕西西安710075）摘要：流化床反应器相比固定床、气流床反应器操作要求更高，流化建立是流化床反应器投料前的关键操作，也是平稳运行的前提，投料后维持流化床层稳定，在床层有波动现象时能够及时作出判断并调节平稳是装置长周期稳定运行的关键，文中通过对某中试流化床反应器的流化建立、床层波动现象、影响因素、调节措施等方面的研究，总结流化床反应器床层波动时反应器压力、压差、温度的变化规律，提出相应调整措施，为中试装置工业化推广提供技术支撑。

关键词：流化床；床层流化；波动判断；调整措施中图分类号：TQ520.5文献标识码：B文章编号：1671-4962（2022）03-0037-03Analysis of bed fluctuation in fluidized bed reactorNiu Weiwei，Yang Meng，Li Bin，Zhang Dong，He Binghao（Hydrocarbon High-efficiency Utilization Technology Research Center，Shaanxi Yanchang Petroleum（Group）Co.，Ltd.，Xi'an 710075，China）Abstract:Compared with fixed bed,air flow bed reactor,the operation requirements of fluidized bed reactor are higher.The fluidization establishment is the key step before injecting feedstock into the fluidized bed reactor.It is the extremely important for long period stable operation of the plant by maintaining the table of fluidized bed layer after feeding,determining and adjusting smoothly in a timely manner when bed fluctuation.This paper studied the fluidization establishment,bed fluctuation phenomenon, influence factors and regulation measures of a pilot fluidized bed reactor,summarized the changing law of reactor pressure,pressure difference and temperature when bed fluctuation,and put forward the corresponding adjustment measures to provide technical support for the industrial promotion of pilot plant.Keywords：fluidized bed；bed fluidization；fluctuation judgment；adjustment measures近年来全球气候恶劣，大气污染严重，其中燃煤和不清洁用煤是大气污染的主要来源之一，煤炭清洁高效利用是当前解决中国工业可持续发展和资源环境制约问题的关键。

化⼯仿真实习思考题及答案完全版⼀、离⼼泵思考题1.离⼼泵操作不当会出现“⽓蚀”与“⽓缚”现象。

分析产⽣这两种现象的原因、现象、解决⽅法。

答：⽓蚀：当液体在与固体表⾯接触处的压⼒低于它的蒸汽压⼒时，将在固体表⾯附近形成⽓泡。

另外，溶解在液体中的⽓体也可能析出⽽形成⽓泡。

随后，当⽓泡流动到液体压⼒超过⽓泡压⼒的地⽅时，⽓泡变溃灭，在溃灭瞬时产⽣极⼤的冲击⼒和⾼温。

固体表⾯经受这种冲击⼒的多次反复作⽤，材料发⽣疲劳脱落，使表⾯出现⼩凹坑，进⽽发展成海绵状。

严重的其实可在表⾯形成⼤⽚的凹坑，深度可达20mm。

⽓蚀的机理是由于冲击应⼒造成的表⾯疲劳破坏，但液体的化学和电化学作⽤加速了⽓蚀的破坏过程。

减少⽓蚀的有效措施是防⽌⽓泡的产⽣。

⾸先应使在液体中运动的表⾯具有流线形，避免在局部地⽅出现涡流，因为涡流区压⼒低，容易产⽣⽓泡。

此外，应当减少液体中的含⽓量和液体流动中的扰动，也将限制⽓泡的形成。

选择适当的材料能够提⾼抗⽓蚀能⼒。

通常强度和韧性⾼的⾦属材料具有较好的抗⽓蚀性能，提⾼材料的抗腐蚀性也将减少⽓蚀破坏。

⽓缚：离⼼泵启动时，若泵内存有空⽓，由于空⽓密度很低，旋转后产⽣的离⼼⼒⼩，因⽽叶轮中⼼区所形成的低压不⾜以将储槽内的液体吸⼊泵内，虽启动离⼼泵也不能输送液体。

此种现象称为⽓缚，表⽰离⼼泵⽆⾃吸能⼒，所以必须在启动前向壳内灌满液体。

解决⽓缚⽅法：在启动前向壳内灌满液体。

做好壳体的密封⼯作，灌⽔的阀门和莲蓬头不能漏⽔密封性要好。

为了使泵内充满液体，通常在吸⼊管底部安装⼀带滤⽹的底阀，该底阀为⽌逆阀，滤⽹的作⽤是防⽌固体物质进⼊泵内损坏叶轮或妨碍泵的正常操作。

2.启动与停⽌离⼼泵时，泵的出⼝阀应处于什么状态？为什么?答：离⼼泵在排出管路阀门关闭状态下启动，因为离⼼泵是靠叶轮离⼼⼒形成真空的吸⼒把⽔提起，所以，离⼼泵启动时，必须先把闸阀关闭，灌⽔。

⽔位超过叶轮部位以上，排出离⼼泵中的空⽓，才可启动。

启动后，叶轮周围形成真空，把⽔向上吸，其闸阀可⾃动打开，把⽔提起。

流化过程与床层压力降的关系对一个等截面床层，当流体以空床流速u〔或称表观流速〕自下而上通过床层时，床层的压力降△P与流速u之间的关系在理想情况下如图2-4所示。

固定床阶段，流体流速较低，床层静止不动，气体从颗粒间的缝隙中流过。

随着流速的增加，流体通过床层的摩擦阻力也随之增大，即压力降△P随着流速u的增加而增加，如图中的AB段。

流速增加到B点时，床层压力降与单位面积床层质量相等，床层刚好被托起而变松动，颗粒发生振动重新排列，但还不能自由运动，即固体颗粒仍保持接触而没有流化，如图中的BD段。

流速继续增大超过D点时，颗粒开始悬浮在流体中自由运动，床层随流速的增加而不断膨胀，也就是床层空隙率ε随之增大，但床层的压力降却保持不变，如图中DE段所示。

当流速进一步增大到某一数值时，床层上界面消失，颗粒被流体带走而进入流体输送阶段。

图2-4 流化床压降—流速关系床层初始流化状态下，床层的受力情况可以分析如下：()()()()()P A g A L gA L f mf mf S mf mf ∆=-=-=向上阻力向上浮力向下重力ρερε11开始流化时，向上和向下的力平衡，即：()()P A g A L g A L f mf mf S mf mf ∆+-=-ρερε11整理后得：()()g L P f S mf mf ρρε--=∆1〔2-1〕式中 mf L ——开始流化时的床层高度，m ；mf ε——床层空隙率；A ——床层截面积，m 2；S ρ——催化剂表观密度，kg/m3；P ∆——床层压降，Pa 。

从临界点后继续增大流速，空隙率ε也随之增大，导致床层高度L 增加，但()ε-1L 却不变。

所以，△Ｐ保持不变。

在气固系统中，密度相差较大，可以简化为单位面积床层的质量，即：()A W g L P S /1=-=∆ρε〔2-2〕对已经流化的床层，如将气速减小，那么△Ｐ将沿ED 线返回到D 点，固体颗粒开始互相接触而又成为静止的固定床。

第4期2016年7月中氮肥M-Sized Nitrogenous Fertilizer Progress No.4Jul. 2016>5櫦櫦櫦櫦櫦櫦櫦櫦櫦毤J专论与综述f流化床煤气化技术开发应用中遇到的一些问题及其解决途径陈家仁(煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院，北京100013)[摘要]阐述流化床煤气化技术的优点与缺点，对各种流化床气化炉的情况及其发展状况进行介绍，指出目前我国对流化床煤气化技术有需求的两个可能市场及今后需解决的问题，最后对如何理解流化床气 化的缺点提出观点及解决思路。

[关键词]流化床煤气化技术；优点；缺点；发展过程；气化技术组合；潜在需求市场；问题；解决思路[中图分类号]TQ546.2 [文献标志码]A[文章编号]1004 - 9932(2016)04 - 0001 -051流化床煤气化技术概述流化床煤气化技术在煤气化技术中有着很重 要的地位，虽然这种气化技术早在1世纪就已 经在德国得到工业化的应用，但至今仍有不少人 在潜心研究这项古老而又具有某种“魔力”的技术。

流化床气化炉的用煤粒度通常在〇 ~6m m 或0 ~8 mm,甚至更大一些到10 mm。

在气化炉 内的密相床层中，煤粒与气化剂之间的相对运动 方式为：当煤粒被吹起时，是顺向运动；而当煤 粒落下时是逆向运动。

然而总体上来讲，气化剂 在与煤粒进行完气化反应后要离开床层，除了随气 流带出的飞灰外，它与粗煤粒之间是逆向运动的。

在密相床层里，颗粒煤上下翻滚，使气固相 之间的流动形式像一锅沸腾的开水一般，因此不 少人又形象地把流化床煤气炉称为“沸腾层煤 气炉”。

细分形成流化的形式，流化床气化可分为2 种：一种是锥形喷射床；另一种是一般炉栅布风 的煤颗粒上下运动的沸腾流化床。

前者通常把气 化炉的下部做成锥形，锥底通入气化剂，又称锥 形床气化，犹如在床层底部的中心有一个喷泉，[收稿日期]2216-03-14[作者简介]陈家仁（193—）男，浙江浦江人,研究员，长期 从事煤气化技术研究工作。

化工基础试题与答案一、单选题（共40题，每题1分，共40分）1、化学工业的基础原料有（）。

A、乙烯B、汽油C、酒精D、石油正确答案：D2、加热炉烟气中CO 含量随过剩空气量的变化规律是：过剩空气从大变小时，CO 含量从（）变（），当过剩空气量较大时，CO 的含量变化较（）。

以下合适的是（）。

A、高低B、低高C、高低D、低高正确答案：B3、反应温度过高对化工生产造成的不良影响可能是（）。

A、催化剂烧结B、副产物增多C、爆炸危险性增大D、以上都有可能正确答案：D4、下列物质不是三大合成材料的是（）。

A、尼龙B、纤维C、塑料D、橡胶正确答案：B5、反应釜加强搅拌的目的是（）。

A、强化传质B、强化传热与传质C、强化传热D、提高反应物料温度正确答案：B6、甲烷化反应易造成催化剂床层（）。

A、超温B、粉碎C、温度分布不均匀D、超压正确答案：A7、下列不能用作工程塑料的是（）。

A、聚酰胺B、聚氯乙烯C、聚甲醛D、聚碳酸酯正确答案：B8、关于复叠制冷过程，下列说法正确的是（）。

A、两种冷剂进行物质交换B、互相提供冷量，无需外界提供C、由两个简单的制冷循环合并的一个制冷循环D、有两个独立的制冷循环正确答案：D9、既适用于放热反应，也适用于吸热反应的典型固定床反应器类型是（）。

A、多段绝热反应器B、列管结构对外换热式固定床C、自身换热式固定床D、单段绝热反应器正确答案：B10、催化裂化条件下，不能发生氢转移反应的单体烃是（）。

A、烯烃B、稠环芳烃C、烷烃D、环烷烃正确答案：C11、加热在200℃以下用的热源是（）。

A、烟道气B、中压蒸汽C、熔盐D、低压蒸汽正确答案：D12、多相催化反应过程中，不作为控制步骤的是（）。

A、吸附过程B、表面反应过程C、外扩散过程D、内扩散过程正确答案：C13、化工生产一般包括以下（）组成。

A、原料处理和产品精制B、原料处理、化学反应和产品精制C、化学反应和产品精制D、原料处理和化学反应正确答案：B14、间歇式反应器出料组成与反应器内物料的最终组成（）。

《化学反应过程与设备》课程标准课程代码：B0201427课程类别：专业核心课授课系（部）：化学工程系学分学时：4学分64学时一、课程定位与作用1.课程的定位《化学反应过程与设备》是高职应用化工技术专业核心课程，是学生深化专业理论学习、培养专业能力和职业素养的专业骨干课程。

2.课程的作用本课程对高职应用化工技术专业人才培养，对职业能力和素质的形成具有基础性关键性地位，是工学结合的专业核心课程，对中控操作能力，反应设备的操作维护，异常现象的判断和处理，质量意识，成本意识，节能意识，环保意识，劳动安全卫生意识等职业能力和素质的养成起着重要的支撑作用。

3.与其他课程的关系本课程的前导课程有《物理化学》、《化工设备基础》等课程，通过化学动力学，化工设备的结构、工作原理、腐蚀防腐等知识和技能的学习训练，为本门课程的学习打下基础，本课程的后续课程有《无机化工生产技术》、《化工总控操作技术》等，运用本课程所学的知识技能为后续课程做准备。

二、课程目标通过本课程的学习，使学生掌握反应器的结构组成、流体在反应器中的流动特征、化学反应的类型和特点、催化剂及工程因素对化学反应的影响等基本知识，具备反应器选型、简单反应器设计计算、反应器的操作和控制等职业能力以及安全、节能、环保、质量、成本等职业素质，为今后的职业生涯打下基础。

1.知识目标（1）了解反应器在化学生产中的重要作用；（2）了解反应器的发展趋势；（3）掌握反应器的分类；（4）掌握反应器的基本结构及特点；（5）掌握反应器类型选择方法；（6）掌握均相、非均相反应动力学基本概念；（7）掌握理想流动模型的特点及造成非理想流动的原因；（8）掌握降低反应器返混程度的措施；（9）掌握催化剂基本概念；（10）掌握反应器设计的简单计算；（11）掌握反应器操作工艺参数的控制方法。

2、能力目标（1）能根据反应特点和工艺要求选择反应器类型；（2）能对反应器的设计与操作进行简单的优化或改进；（3）能按生产操作规程操作反应单元；（4）能对反应器进行操作参数调节控制；（5）能分析和处理操作反应器过程中出现的常见故障；3、素质目标（1）具有较强的口头与书面表达能力、人际沟通能力；（2）具有团队意识和合作精神；（3）具有良好的心理素质和克服困难的能力；（4）具有自主学习新知识、新技术的能力；（5）具有通过各种媒体资源查找所需信息的能力（6）具有独立制订工作计划并实施的能力；（7）具有规范操作、文明操作意识；（8）具有分析问题和解决问题的能力；（9）具有科学思维方法；（10）具有劳动保护与安全生产意识；（11）具有节能减排意识；（12）具有经济成本意识；（13）具有化工生产职业道德；（14）具有“6S”管理意识。

流化床反响器的结构流化床反响器的根本结构一般流化床反响器都是由壳体、气体分布板、内部构件〔比方挡板、挡网等〕、内换热器、气固别离装置和固体颗粒参加和卸出装置所组成，如图2－7所示。

该图为一典型圆筒形壳体的流化床反响器示意图:1—壳体； 2—扩大段；3—旋风别离器； 4—进气口；5—换热管；6—物料入口；7—物料出口； 8—气体分布器；9—冷却水进口；10—冷却水出口；11—内部构件图2－7 流化床结构示意图具体部件解释如下：(1) 壳体壳体的作用主要是保证流化过程局限在一定的范围内进行，对于存在强烈的吸热或放热的反响过程，保证热量不散失或少散失，一般壳体由三层组成，由内向外，内层为耐火层，通常由耐火砖构成；中间层为保温层，由耐火纤维和矿渣棉等材料构成；最外层为钢壳，有的在钢壳外还设有保温层。

耐火层和保温层材料的选择和厚度要根据结构设计和传热计算确定，对于常温过程，一般只有一层钢壳即可。

〔2〕气体分布装置包括气体预分布器和气体分布板两局部。

预分布器由外壳和导向板组成〔或其他〕，是连接鼓风设备和分布板的部件。

预分布器的作用是使气体的压力均匀，使气体均匀进入分布板，从而减少气体分布板在均匀分布气体方面的负荷，与分布板相比，预分布器仅仅居于次要地位。

常用气体预分布器的结构形式如图2－7所示。

a 弯管式b 同心圆锥壳式c 帽式d 充填式e 开口式图2-7气体预分布器的结构形式〔3〕内部构件内部构件有水平构件和垂直构件之分，有不同结构形式，挡板和挡网是最常用的形式，主要用来破碎气泡，改善气固接触，减少返混，从而提高反响速率和反响转化率。

大多数反响器设置内部构件，对于自由床〔流化床燃烧器〕那么不设内部构件，床内只有换热管或称为水冷壁和管束。

〔4〕换热装置流化床反响器的换热装置可以装在床层内即床内换热器，也可以使用夹套式换热器，作用是及时移走或供应热量。

〔5〕气固别离装置流化床在运行过程中，由于固体颗粒强烈的扰动，一些细小的颗粒总要随气体溢出流化床外，气固别离装置的作用就是回收这局部细小颗粒使其返回床层，常用的气固别离装置有旋风别离器和内过滤器两种。