固定床反应器设计资料23页PPT

固定床和流化床反应器ppt课件

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。
• ③列管式固定床反应器。
• 当流体通过床层的速度逐渐提高到某值时，颗粒出现松动，颗粒间空隙增大，床层体积出现膨胀。如果再进一步提高流体速度，床层将不能维持固定状态。此时，颗粒全部悬浮与流体中，显示出相当不规则的运动。随着流速的提高，颗粒的运动愈加剧烈，床层的膨胀也随之增大，但是颗粒仍逗留在床层内而不被流体带出。床层的这种状态和液体相似称为流化床。其中，流化床的种类有：最小流化床，鼓泡流化床，腾涌流化床。
固定床反应器的结构
1.绝热式固定床反应器 1.1单段绝热式
1-矿渣棉2-瓷环3-催化剂 1-催化剂 2-冷却器
固定床反应器有三种基本形式
• 固定床反应器有三种基本形式： • ①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。 • ②径向绝热式固定床反应器。流体沿径向流过床
固定床反应器
• 固定床反应器又称填充床反应器，装填有固体催化剂或固体反应物用以实现多相反应过程的一种反应器。固体物通常呈颗粒状，粒径2～15mm左右，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
分类及其应用
不同的传热要求和传热方式
单段绝热式
二段
绝热式多段绝热式
真思考如何为以后的发展开好头。
Thank you
流化床反应器的结构
流化床反应器类型 ➢ 按固体颗粒是否在系统内循环分

固定床反应器 ppt课件

3

cp
1/
3

0.094
d pG

0.8

cp
0.4
适用范围： d pG / 40
a12 , (b) —— 是b的函数，由图6-16查取。
（6-40）
图6-16
ppt课件
21
[例6-2]
解：（1）
ppt课件
22
6.2.4 固定床中的传质与混合
B
1
B p
B —— 床层堆积密度；
p —— 颗粒视密度。
注意：颗粒视密度与真
密度之间的区别。
讨论：
（1）床层空隙率与颗粒
形状和尺寸的关系。
（2）壁效应及流体均布。
图6-9 填充床的空隙率
ppt课件
10
三、固定床的当量直径
（1）床层比表面
Se
npap

(1 B ) p Vp p
A
C
A A
B
111/ 2 1
1/ 2
pA

yA pt

yA0
1
1
A
xA yA0
计算传质系数的经验关联式
JD

kC
G

D
2/3

kG P GM

D
2/3

（6-43）
式中, SC / D 称为施密特数； JD —— 传质因子。
J D 0.84Re0.51 0.05 Re 50 J D 0.57Re0.41 50 Re 1000
（6-59）
式（6-55）和（6-59）分别积分并整理得：

设备固定床反应器课件

定期对反应器内部进行清洁，清理积料和杂质，保持设备内部的清洁度。同时对设备外部进行保养，保持设备的外观整洁。
更换配件
记录与报告
根据需要，定期更换设备的易损件和磨损件，如密封圈、加热元件等，确保设备的正常运行。
对设备的运行情况、维护保养情况、故障处理情况等进行记录和报告，为设备的维修和保养提供依据。
异常处理
在反应过程中出现异常情况时，应ห้องสมุดไป่ตู้即采取相应的处理措施，如降低温度、停止进料、排放有害气体等，确保设备和人员安全。
操作步骤
按照规定的操作步骤启动反应器，包括加热、加料、调节参数等，并密切关注反应过程中的温度、压力、流量等关键参数。
停机操作
在停机时，应按照规定的操作步骤进行，包括关闭加热、停止进料、冷却设备等，同时做好设备的清洁和保养工作。
在新能源领域的应用
固定床反应器在新能源领域主要用于燃料电池和太阳能电池的生
产。
在燃料电池中，固定床反应器能够实现高效能、低成本的氢气和
氧气分离。
在太阳能电池中，固定床反应器能够用于硅片的加工和处理，提
高太阳能电池的转换效率。
03
设备固定床反应器的操作与维护
操作规程
启动前检查
在启动固定床反应器之前，应检查设备是否处于良好的工作状态，包括检查各部件的紧固情况、润滑系统、阀门开闭状态等。
在气固相催化反应中，固定床反应器能够提供良好的传质和传热性能，提高反应效率。
在液固相非催化反应中，固定床反应器能够实现连续操作，提高生产效率和产品质量。
在制药生产中的应用
固定床反应器在制药生产中主要用于抗生素、生物制品和中药的生产。
固定床反应器能够提供稳定的生产条件，保证药品质量和安全性。

固定床反应器PPT课件

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(5) 床层压降
• 流体通过催化剂床层产生压降的原因主要来自两个方面：
(1) 流体与粒子间摩擦阻力（低流速下主要受其影响）； (2) 流体在孔道中流动时突然扩大，缩小，撞击产生的阻力。
（高流速时主要受此项影响）。
•
床
层
压降P 计
L
算式
f ( )( ：（经验u关m 2 联式1）B
比其它因素对压降更为敏感。 • 在生产过程中，流体的压头有限，床层压降往往有
重要影响，因此一般固定床中的压降不宜超过床内
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(6) 固定床中的传热
• 化学反应大都伴有热效应，如对于放热反应，如何把产生的热量及时传递出来是维持反应正常进行首先要考虑的问题。
• 固定床中的传热通常可认为由三部分组成：一是从催化剂内部向外表面传热（粒内传热）；二是催化剂外表面与流体主体之间的传热；三是径向传热，通过床层沿径向传递到器壁，由壁外载热体带走的传热过程。
。d体v积相(当6V直p )径13
dV
：即V采P为用非体球积形相颗同粒的粒球子形体积颗粒直(6径-1来)
Vp
1 6
dv3
da
ap
a p 为非球粒子外表面积 (6-2)
ap
d
2 a
B. 面积相当直径da ：即采用外表面积相同的球形颗粒直径
表示。
第10页/共54页
C. 比表面相当直径ds ：即采用比表面积相同的球形颗粒的直径来表示。
ds
B 3
)
(6-11)
式中：
f
150 ReM
1.75
ReM
ds um (1B )
为修正雷诺数

固定床反应器介绍资料ppt课件

分为气-固相催化反应器和液-固相催化反应器两种。
其中以气态反应物料通过由固体催化剂所构成的床层进行化学反应的气-固相催化反应器在化工生产中应用最为广泛。
固定床反应器的原理
固定床反应器的结构形式
管式固定床反应器径向固定床反应器单段绝热式多段绝热式对外换热式对外换热式结构固定床反应器的实物
加氢反应器结构示意图
催化剂评价装置
固定床反应器实物
结
束
谢谢！
易磨损，可在高温高压下操作等。
主要缺点流体流速不能太快，传热性能差，温度分布不易
控制均匀. 在放热反应中，换热式反应器轴向位置存在“热
点”，易造成“飞温”；不能使用细颗粒的催化剂，且催化剂的再生和更
换不便。
固定床反应器的工作原理
凡是流体通过静态固体颗粒形成的床层而进行化学反应的设备都称作固定床反应器。
固定床反应器
一、固定பைடு நூலகம்反应器的工业背景二、固定床反应器的工作原理
1、固定床反应器的工作原理 2、固定床反应器的原理动画
三、固定床反应器的结构形式四、固定床反应器的工艺仿真说明
1、固定床反应器的DCS图 2、固定床反应器的现场图
固定床反应器的工业背景
反应器是化工生产中的关键设备，是人们通过一定的手段抑制副反应、提高转化率、提高生产能力的化学反应设备。
在反应器内不仅有化学变化过程，还有传质和穿热过程。
按反应物系聚集状态可分为均相和非均相反应器；按换热方式分类有绝热式、对外换热式和自热式；以反应器的结构形式又可分为釜式、管式、塔式、固定床和流化床等反应器。
气-固相催化反应器的特点
主要优点床内流体呈理想置换流动，流体停留时间可严格

精细化工过程与设备固定床反应器PPT课件

示非球形颗粒直径，
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第五章固定床反应器
（4）形状系数∮s，非球形颗粒的外表面积一定大于等体积的圆球的外表面积，因此，引入一个无因次系数∮s，称为颗粒的形状系数，其值如下
∮s =As / Ap
式中 As 与非球形颗粒等体积圆球的外表面积，m2， As=πdv2。对于球形颗粒∮s =1；对于非球形颗粒∮s＜1。 2，密度
载体是催化活性组分的分散剂、粘合物或支撑体，是负载活性组分的骨架，将活性组分、助催化剂组分负载于载体上所得到的催化剂，称为负载型催化剂。负载型催化剂的载体，其物理结构和性质，往往对催化剂有决定性的影响。
载体的种类很多，可以是天然物，也可以是人工合成的，例如活性炭、硅胶、AI2O3、硅藻土、碳化硅等。
（
1
）
体
积
相
当
直1
3
径
d
v
，
即
采
用
体
积
相
同
的
球
形
颗
粒
直
径
粒直径，
dv =（6Vp/π）式中Vp 非球形颗粒的体积，。 1 2
（2）面积相当直径da，即采用外表面积相同的球形颗粒直径来表示非球形颗粒直径，
da=（Ap /π）式中Ap 非球形颗粒的外表面积，。
（3）比表面相当直径ds，即采用比表面积相同的球形颗粒直径来表
（1）真密度，又称骨架密度，即催化剂颗粒中固体实体的密度，用ρp表示，单位为g/cm3。
（2）表观密度，又称假密度或颗粒密度，即包括催化剂颗粒中的孔隙容积，该颗粒的密度，记为ρs，单位为g/cm3。
（3）堆积密度，又称填充密度，是对催化床层而言的，即当催化剂自由地填入反应器中时，包括床层中的自由空间，每单位体积反应器中催化剂的质量，记为ρB，单位可用g/cm3、g/L或

反应器设计原理-第四章固定床反应器-PPT

按水力半径的定义：
RH 流道有效截面积床层的空隙体积流道润湿周边长总的润湿面积 Se
(4-11)
因此，床层的当量直径
d e 4 RH 4 2 ds Se 3 1

2 ( ) sd p 3 1
(4-12)
4.2.2
固定床的流动特性
JD
k c D G
2/3
k P G G D M
2/3
(4-25)
Sh
kc d p D
(4-26)
Sc
D
d P u
(4-27)
Re

(4-28)
传质系数的关联式很多，选择几个比较广泛使用的公式供参考。对气体：Sc = 0.5～3
根据热量衡算，传热速率应等于反应的放热(或吸热)速率，即
ha (Ts Tb ) (H ) (rA )
(4-35)
颗粒表面与气流主体间传热问题的关键是决定给热系数。有
关给热系数可用传热j因子JH表达式计算。即
1、流动特性
2、气体的分布 4.2.3 固定床反应器的床层压力降
流体在空圆管中作等温流动时，当流体密度的变化可以忽略不计时，
2 L0 f u 0 P P0 PL 4 f dt 2
(4-13)
当4-13式用于计算固定床层的压力降时，u0应为流体在床层孔道中的真正平均流速u，而 u u 0 ，dt应为当量直径de，而合并在修正摩擦系数fM中，经处理，可得到：
(4-23)
Pe a
d P u d P u D Dea ea
Re Sc

固定床反应器的设计与分析PPT文档90页

TC
T0
Tf Tf
T0
逆流
并流
图6.1-3 自热式反应器示意图
7.2 固定床中的传递过程
一、床层空隙率
表征床层结构的主要参数为床层空隙率，床层空隙率的大小与颗粒形状、粒度分布、颗粒直径与床直径之比以及颗粒的充填方法等有关。
固定床中同一横截面上的空隙率是不均匀的，对于粒度均一的颗粒所构成的床层，在与器壁距离为1～2倍颗粒直径处，空隙率最大，床层中心较小，这种影响，叫做壁效应。
典型的例子是乙苯脱氢制苯乙烯。反应需供热140kJ／mol，是靠加入高温(710℃)水蒸汽来供应的(乙苯:水蒸汽=1: 2.6(质量))，混合后在630℃ 入床，离床时降到565℃。
在此，水蒸汽的作用是：
① 可以带入大量的显热；
② 起稀释作用，使反应的平衡向有利于生成苯乙烯的方向移动，提高单程转化率；
2、固定床反应器缺点
① 固定床中的传热较差； ② 催化剂的更换必须停产进行。
二、固定床反应器类型
1. 绝热式反应器
图6.1-1是绝热床反应器的示意图。它的结构简单，催化剂均匀堆置于床内，床内没有换热装置，预热到一定温度的反应物料流过床层进行反应就可以了。
物料气催化剂
产物
图6.1-1 绝热床反应器
载体。
列管式反应器优点：
① 传热较好，管内温度较易控制； ② 返混小、选择性较高； ③ 只要增加管数，便可有把握地进行放大； ④ 对于极强的放热反应，还可用同样粒度的惰性物料来稀释催化剂
适用原料成本高，副产物价值低以及分离不是
十分容易的情况。
3.自热式反应器
反应前后的物料在床层中自己进行换热称作自热式反应器。
床层空隙率