固定床的特点
固定床反应器培训
故障四
设备振动大。排除方法：检查固定床反应器的安装基础是 否牢固，如有问题及时加固；检查设备部件是否有松动或 损坏，如有及时修复或更换。
04
固定床反应器的优化与改 进
催化剂的优化选择
总结词
催化剂是固定床反应器的核心要素，其选择和优化对反应效果具有决定性影响。
详细描述
在选择催化剂时，需要考虑其活性、选择性、稳定性和成本效益。通过实验研究和模拟计算，可以评 估不同催化剂的性能，并选择最适合特定反应的催化剂。此外，催化剂的优化还可以通过改进制备方 法、添加助剂或进行表面改性来实现。
固定床反应器的基本结构
催化剂
固定床反应器中的催化剂通常 装填在反应器的底部或中部，
以固定床的形式存在。
反应物料
反应物料从反应器的顶部进入 ，通过催化剂层进行化学反应 。
换热器
为了控制反应温度，固定床反 应器通常配备换热器，以便在 必要时对反应物料进行加热或 冷却。
出料口
反应后的物料从反应器的底部 或侧部出料口排出。
证和模拟分析来评估新型反应器的性能。
05
固定床反应器的安全与环 保
安全操作规程
操作人员需经过专业培训，熟悉 固定床反应器的结构、工作原理
和操作规程。
操作过程中应严格遵守安全操作 规程，确保设备运行稳定、安全
可靠。
定期对固定床反应器进行检查和 维护，确保设备处于良好状态。
环保要求与处理措施
固定床反应器应符合环保要求 ，确保废气、废水和固废等污 染物达标排放。
操作条件的优化调整
总结词
操作条件如温度、压力、流量等对固定 床反应器的性能具有重要影响。
VS
详细描述
通过实验确定最佳的操作条件是必要的。 这包括最佳的温度、压力、气体流量等参 数。此外，操作条件的优化还可以通过控 制反应物的浓度、反应时间、反应器内构 件设计来实现。优化后的操作条件可以提 高反应效率、降低能耗和减少副反应的发 生。
水解酸化反应器对比
水解酸化反应器是一种用于处理有机废物、污水和废弃物的生物处理系统，通过微生物代谢将废物降解为有用的产物。
在水解酸化反应器的选择上，有不同类型的反应器可以考虑，每种类型具有不同的特点和适用场景。
以下是常见的两种水解酸化反应器类型的对比：
1. 传统连续搅拌式反应器：
特点：
采用连续搅拌，保持反应器内废物均匀分布，利于微生物的降解。
反应过程稳定，适用于废物成分较复杂、浓度不稳定的情况。
对负荷波动的适应性较好，反应器内的环境变化较小。
适用场景：
适用于处理有机负荷波动较大的废水和污泥。
适用于一些工业废水的处理，如食品加工废水、酿造废水等。
局限性：
占地面积较大，投资和运营成本较高。
由于连续搅拌，可能产生较多的悬浮物，需要后续处理。
2. 固定床水解酸化反应器：
特点：
废物在固定床内流动，与附着在固定床上的微生物进行反应，有利于微生物生长。
废物在固定床内停留时间较长，有助于降解废物。
适用于处理废物浓度较高的情况，能够承受较大的有机负荷。
适用场景：
适用于有机负荷较高的工业废水处理，如纺织废水、制药废水等。
适用于一些特殊废物的处理，如含有难降解物质的污泥。
局限性：
对废物成分的适应性较差，可能需要经过前处理。
废物在固定床内流动，需要定期维护和更换固定床材料。
选择合适的水解酸化反应器类型应考虑废物的性质、负荷变化、处理效率、投资成本和运营成本等因素。
不同类型的反应器在不同的应用场景中会有优势和局限，综合考虑后选择最适合的反应器类型能够达到更好的处理效果。
化学反应工程 第六章 固定床反应器
一、颗粒层的若干物理特性参数
密度
– 颗粒密度ρp
• 包括粒内微孔在内的全颗粒密度；
– 固体真密度ρs
• 除去微孔容积的颗粒密度；
– 床层密度/堆积密度ρB
• 单位床层容积中颗粒的质量（包括了微孔和颗粒 间的空隙）；
p s (1 p ) B p(1 B )
一、颗粒层的若干物理特性参数
i
Wi FA0
i
xi dx A
r xi1
i
也即
Z 0 Ti
xi x i 1
Ti
1 (
ri
)dx A
0
i 1,2, N
min
Z 0
xi
1 ri
xA xi
1 ri 1
xA xi
0
i 1,2, N 1
对 Z 0 的处理 Ti
Z
Ti Ti
xi dx A
r xi1
i
xi x i 1
Ti
1 (
ri
)dx A
0
i 1,2, N
按中值定理：
Z
Ti
xi x i 1
Ti
1 (
ri
)dx A
（xi
x
i
1
)
Ti
• 双套管式、三套管式
流体流向：轴向、径向
固定床反应器的数学模型
拟均相数学模型：
忽略床层中颗粒与流体之间温度和浓度的差别 –平推流的一维模型 –轴向返混的一维模型 –同时考虑径向混合和径向温差的二维模型
化工固定床安全操作及保养规程
化工固定床安全操作及保养规程前言化工固定床是一种常见的化工设备，常用于催化反应、吸附分离等反应过程中。
然而，在使用化工固定床时，如不注意安全操作及定期进行保养，容易出现安全事故，损坏设备，影响反应效果等问题。
因此，本文将详细介绍化工固定床的安全操作及保养规程，以帮助使用者在安全高效地使用化工固定床。
安全操作规程基本操作规程1.使用化工固定床前，应仔细了解其使用说明书，熟悉其工作原理、结构特点、操作要点及注意事项。
2.操作时应戴上防护手套和安全眼镜，并注意穿戴防护服。
3.在使用过程中，定期检查固定床的扣紧情况，必要时及时调整。
4.在操作时，应保持设备周围清洁卫生，严禁在设备旁堆放杂物，以防危及周围人员安全。
5.操作前应检查气体阀门、管道、电气设备等是否正常，并确保设备漏电、渗油等现象。
6.操作过程中，严禁在设备周围吸烟、点火等行为。
7.操作结束后，应及时停止加热或冷却，并关闭所有阀门。
1.在每次使用化工固定床之前，应认真检查固定床是否存在破损、松动、渗漏等现象，并做好相应的维护工作。
2.定期检查固定床各部位是否有异常读数、噪音等现象，并及时处理。
如若发现问题，应及时报修。
3.定期检查管道及气体阀门是否漏气、漏油。
发现问题及时处理，并切断气源。
紧急处理规程1.如在化工固定床操作过程中发生事故时，要立即切断气源，并通知专业人员进行处理。
2.如发现固定床有爆炸风险时，要立即将人员疏散，并及时通知有关部门进行处理。
3.如在固定床操作过程中发现安全隐患，应立即投诉，并在事故责任认定后，进行相应的惩处。
保养规程日常保养规程1.定期清洗固定床的表面及背面，以保证设备的光洁度。
2.定期检查气体阀门及管道是否存在堵塞、漏气等现象，并及时处理。
3.定期检查固定床的扣紧情况，必要时及时进行调整。
4.定期检查设备的设备隔离间隔是否符合要求，如有不符，应及时进行更换。
1.定期对固定床进行全面检修，如防火灰堆积情况、壳体破裂情况、管道漏气等问题，应及时进行维修和更换。
污水处理中的高效低碳技术
污水处理中的高效低碳技术随着城市化进程的不断加速，污水处理成为了一个日益严重的环境问题。
传统的污水处理方法存在着能源消耗高、排放产物多等问题，对环境造成了巨大的压力。
因此，研发和应用高效低碳技术成为了解决污水处理难题的重要路径。
本文将介绍几种目前在污水处理领域中广泛应用的高效低碳技术。
第一部分：生物处理技术生物处理技术是一种利用微生物对有机物进行降解、转化为无害物质的方法。
其具有能源消耗低、生态环境友好等特点，是高效低碳的污水处理技术之一。
最常见的生物处理技术包括活性污泥法、固定床法和人工湿地法。
活性污泥法是利用活性污泥菌群对污水中的有机物进行降解的一种方法。
该方法通过污水与活性污泥的接触，使污水中的有机物被微生物降解并转化为二氧化碳和水。
该技术具有处理效率高、操作简便等优点。
固定床法利用固定在填料上的微生物对污水中的有机物进行处理。
该方法通过将微生物固定在填料上，增加了微生物与有机物之间的接触面积，提高了处理效率。
与活性污泥法相比，固定床法具有更高的抗冲击负荷能力和更好的生物脱氮效果。
人工湿地法是利用湿地植物和微生物共同作用对污水进行处理的一种技术。
该方法通过植物根系吸收和生物降解作用，将污水中的有机物和营养物质转化为植物生物量和无害物质。
人工湿地法的优点在于对土地利用要求低、处理效率稳定等。
第二部分：物理化学处理技术物理化学处理技术主要包括活性炭吸附、电化学氧化和臭氧氧化等方法。
这些方法通常用于污水中的难降解有机物或重金属离子的处理。
活性炭吸附是利用活性炭对污水中的有机物进行吸附的方法。
活性炭具有较大的比表面积和吸附能力，能有效去除污水中的有机物。
该方法具有操作简单、效果显著等特点。
电化学氧化是利用电化学反应将污水中的有机物和无机物氧化分解的一种技术。
通过电解池中的电极反应，污水中的有机物被氧化生成二氧化碳和水，无机物被转化为无害物质。
该技术能够高效去除污水中的有机物和重金属。
臭氧氧化是利用臭氧对污水中的有机物进行氧化分解的方法。
煤化工工艺学课件第五章
北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室5.6 气流床煤气化工艺5.7 煤地下气化重点：掌握煤气化的基本原理，认识煤气化固定床、流化床、气流床的特性，熟悉三种典型的气化工艺的特点。
5.1z气化所得的可燃气体成为气化煤气，其中有效成分包括CO、H2、甲烷等。
气化煤气可以用作城市煤气、工业燃气和化工原料气。
z煤炭气化时，必须具备三个条件，即气化炉、气化剂、供给热量。
煤气化技术的应用领域z冶金还原气：z联合循环发电燃气：z燃料油合成原料气和煤炭液化气源：直接、间接液化等z煤炭气化制氢：用于电子、冶金、玻璃、化工合成、航空航天、氢能电池等z煤炭气化燃料电池：燃料电池与高效煤气化结合发电技术等煤气化技术的发展历史1857德国Siemens兄弟最早开发出用块煤生产煤气的炉子z U-Gas美国IGT（1974z KRW美国西屋（1975z1950s气流床德国Koppers-Totzekz Texaco美国，第一套中试装置（z Shell荷兰，第一个实验装置（z GSP原民主德国（1976z Prenflo德国Krupp-Uhde5.2 煤气化的基本原理和均相反应z非均相反应：气化剂或气态反应物与固体煤或煤焦的反应z均相反应：气态反应物之间的相互作用或与气化剂的反应(CH)n + O2+ H2O −−煤C + H 2O H 2+ CO C + CO 22CO C + 2H 2CH 4H 2+ O 2H CO + O 2CO CO + H 2O H 1212CO + 3H 2CH 煤= CH 4+ 气体烃+ 气体烃、焦油煤= C + CH z产生的焦油和气态烃还可能进一步裂解或反应生成气态产物煤气化的基本反应C + 2S CS 22H 2S + 2SO 2CO + S COS N 2+ 3H 22NH N 2+ H 2O + 2CON 2+ xO 22NOx气化反应的化学平衡温度压力K ∆H = 173.3 kJ/molCO 与CO 2的平衡组成与压力的关系1.气体反应物向固体（碳）表面转移或者扩散2.气体反应物被吸附在固体（碳）的表面上3.被吸附的气体反应物在固体（碳）表面起反应而形成中间配合物4.中间配合物的分解或与气相中达到固体（碳）表面的气体分子发生反应5.反应产物从固体（碳）表面解吸并扩散到气体主体C 与H 2各反应的基元反应及动力学方程气化反应动力学气化反应动力学¾混合模型¾收缩未反应核模型：随着反应进行，反应面逐渐向内推进，适用于化学反应速率K: 反应速率常数，Ψ：孔结构参数，与初始孔隙率和孔的长度有关X ：气化反应的碳转化率t ：气化反应的时间，气化反应动力学未反应的煤粒气化反应动力学工业煤气的组成混合煤气1127.5半水煤气3733.3空气煤气：以空气作为气化剂生产的煤气水煤气：将空气(富氧空气或纯氧)和水蒸气分别交替送入气化炉内间歇进行生产的煤气混合煤气：以空气(富氧空气或纯氧)和水蒸气的混合物作为气化剂，生产的煤气半水煤气：气体成分经过适当调整(主要是调整含氮气的量)后，生产的符合合成氨原料气的要求的煤气气化剂固定床煤粒不动气体穿过煤粒：6-50 mm气化剂5.3 气化炉的基本原理不同类型气化炉的压力损失和热传导行为最小流化速度C.Y. Wen颗粒带出速度固定（移动）床气化炉z固定床气化炉一般使用块煤或煤焦为原料，颗粒大小为6~50mm煤煤固定床（移动床）气化炉（非熔渣）及炉内温度分布图灰煤气水蒸气氧气床层高度温度/o C灰气化剂煤气烧蜂窝煤的炉子里，蜂窝煤Æ渣固定、移动？流化床气化炉z加入炉中的煤粒度一般为流化床气化炉示意图及炉内温度分布图气流床气化炉z将粉煤（200目左右，≈0.08mm ）用气化剂输送入炉中，以并流方式在高温火焰中进行反应，其中部分灰分可以以熔渣的方式分离出来，反应可在所提供的空间连续地进行，炉内的温度很高。
化学反应工程知识点甄选.
化学反应工程知识点#化学反应工程知识点—郭锴主编1、化学反应工程学不仅研究化学反应速率与反应条件之间的关系，即化学反应动力学，而且着重研究传递过程对宏观化学反应速率的影响，研究不同类型反应器的特点及其与化学反应结果之间的关系。
2、任何化工生产，从原料到产品都可以概括为原料的预处理、化学反应过程和产物的后处理这三个部分，而化学反应过程是整个化工生产的核心。
3.化学反应工程的基本研究方法是数学模型法。
数学模型法是对复杂的、难以用数学全面描述的客观实体，人为地做某些假定，设想出一个简化模型，并通过对简化模型的数学求解，达到利用简单数学方程描述复杂物理过程的目的。
模型必须具有等效性，而且要与被描述的实体的那一方面的特性相似；模型必须进行合理简化，简化模型既要反映客观实体，又有便于数学求解和使用。
4.反应器按型式来分类可以分为管式反应器、槽式反应器（釜式反应器）和塔式反应器。
5反应器按传热条件分类，分为等温反应器、绝热反应器和非等温非绝热反应器。
第一章 均相单一反应动力学和理想反应器1、目前普遍使用关键组分A 的转化率来描述一个化学反应进行的程度，其定义为：00A A A A A A n n n x -==组分的起始量组分量转化了的 2、化学反应速率定义（严格定义）为单位反应体系内反应程度随时间的变化率。
其数学表达式为dtd V r ξ1=。
3、对于反应D C B A 432+=+，反应物A 的消耗速率表达式为dtdn V r A A 1-=-；反应产物C 的生成速率表达式为：dt dn V r C C 1= 4.反应动力学方程：定量描述反应速率与影响反应速率之间的关系式称为反应动力学方程。
大量的实验表明，均相反应的速率是反应物系的组成、温度和压力的函数。
5.阿累尼乌斯关系式为RT E C C e k k -=0，其中活化能反应了反应速率对温度变化的敏感程度。
6、半衰期：是指转化率从0变为50%所需时间为该反应的半衰期。
气固相反应器（固定床与流化床）一、是非题1、化工生产上，为了控制...
气固相反应器（固定床与流化床）一、是非题1、化工生产上，为了控制200~300℃的反应温度，常用熔盐作热载体。
2、化工生产上，为了控制300~500℃的反应温度，常用导生油作热载体。
3、单位体积的催化剂所具有的表面积称为形状系数。
4、固定床的压力降由流道阻力和分布阻力所组成。
5、由于催化反应的吸附、脱附以及表面反应都是与催化剂表面直接有关，故吸附控制、表面反应控制和脱附控制称为动力学控制。
6、固定床的设计方法有经验法和实验法。
7、化工生产上常用多孔表面的物质作为助催化剂。
8、流化床中常见的流化现象是沟流和散式流化。
9、流化床中常用气体分布板是直孔型分布板。
10、挡板、挡网和换热器都属于流化床的内构件。
二、填空题1、固定床反应器主要分为式和式两大类。
2、气固相固定床反应器中造成气流分布不均匀的原因主要是和。
3、流体通过固定床的压力降主要是由于阻力和阻力引起，当流体流动状态为湍流时，以阻力为主。
4、气固相催化反应的全过程包括、、、、、、。
5、催化剂有效系数η是指________，当η=1时，反应过程属于控制，当η<1时，属于控制。
6、流化床内装有设内部构件的作用是。
7、流化床中气体分布板有作用、作用、作用。
8、理论上，操作流化速度的取值范围是；工业上，引进流化数k表示操作气速，流化数是指。
9、当气体由下而上流过催化剂床层时，由于的不同，床层经历了、、三个阶段。
10、固定床反应器中，催化剂的表观密度是1000kg/m3,床层的堆积密度是300 kg/m3,则床层的空隙率为。
三、选择题1、气流通过床层时，其流速虽然超过临界流化速度，但床内只形成一条狭窄通道，而大部分床层仍处于固定床状态，这种现象称为A．沟流 B.大气泡C. 节涌D.腾涌2、反应物流经床层时，单位质量催化剂在单位时间内所获得目的产物量称为A．催化剂空时收率 B 空速C 催化剂负荷D 催化剂选择性3、下列情况下，宜采用低操作流化速度。
固定床层结构
固定床反应器的常见结构固定床反应器的结构型式主要分为绝热式和换热式两类，以适应不同的传热要求和传热方式。
1.绝热式固定床反应器1.1单段绝热式特点：反应器结构简单，生产能力大。
缺点：反应过程中温度变化较大。
应用：适用于反应热效应不大的放热反应， 反应过程允许温度有较宽变动范围的反应； 热效应较大的, 但对反应温度不很敏感或是反应速率非常快的过程也可适用。
1.2多段绝热床多段绝热式固定床反应器 （a ）、（b ）、（c ）中间换热式；（d ）、（e ）冷激式 根据段间反应气体的冷却或加热方式，多段绝热床又分为中间间接换热式和冷激式。
中间间接换热式特点：催化剂床层的温度波动小。
绝热式固定床反应器 1-矿渣棉2-瓷环3-催化剂甲醇氧化的薄层反应器1-催化剂2-冷却器缺点：结构较复杂，催化剂装卸较困难应用：适用于放热反应冷激式特点：反应器结构简单，便于装卸催化剂，催化剂床层的温度波动小。
缺点：操作要求较高应用：适用于放热反应，能做成大型催化反应器2、换热式固定床反应器按换热介质不同，可分为对外换热式固定床反应器和自热式固定床反应器。
2.1、对外换热式固定床反应器以各种载热体为换热介质的对外换热式反应器多为列管式结构，类似于列管式换热器列管式固定床反应器特点：传热面积大，传热效果好，易控制催化剂床层温度，反应速率快，选择性高缺点：结构较复杂，设备费用高应用：能适用于热效应大的反应。
载热体的选择：一般反应温度在240C以下宜采用加压热水作载热体；反应温度在250C〜300C可采用挥发性低的导热油作载热体；反应温度在300C的则需用熔盐作载热体，女口KNO53% NaNOT% NaNG40%的混合物。
加压热水作载热体的反应装置。
以加压热水作载热体的固定床反应装置示意图1-列管上花板；2-反应列管；3-膨胀圈；4-汽水分离器；5-加压热水泵用有机载热体带走反应热的反应装置。
反应器外设置载热体冷却器，利用载热体移岀的反应热副产中压蒸汽。
固定床加氢反应器床层温度检测
盘和 出口收集器焊接支撑 ， 已满足工艺对温 度测点位 置要求 ， 最 后用 ｕ型卡环对 温度测点附近的铠 装丝进行 固定 。其 次可在反
应器设计时 ， 在内壁上设 计连接用的支撑件。
量。
（） ４ 大直 径反应器 可以实现精确 检测 随着处理量 的增大 和对工 艺控制 精度 要求 的不 断提 高 ， 每 层 测温点的数量会很多 ， 测量位置 也是非规则 的 ， 高压 多点柔 性
案， 由于只插 入单 支热 电偶 铠 装丝 ， 可 以在 热 电偶 接 管形 式 则 上， 选用如 图 ３所示 的具有压力 自密封结构 的热电偶接 管形 式 ， 由于开孔直径较小 ， 结构 形式 简单 ， 内部 凸 台是 手 工堆 焊而 成 ， 制造成本大大降低 ， 这种 接管形 式在 近年来 加氢 反应器 上应 用
图 ３ 径 向 ３管 ３点测量热电偶管 口结构图
的精确测量 。
３ 新型高压柔性 多点热 电偶测温装置
Ｔ
随着工业技术 的发展 ， 出现 了一种新 型 的高压 多点柔 性热
电偶测温装置 ， 如图 ６所示 。并随着 国外 先进 的工 艺进入 我 国， 北京 Ｓ Ｉ Ｅ 为泉州 １０× ０ ／ ２ １ ｔａ加氢 裂化设计 时采用 了该 新型测 温装置 。这种热 电偶 即径 向多点式 温度测量 ， 结构 的 热电偶 该
７ｌ ６．
［ ］ 李立权 ．加 氢裂 化装 置 操作 指南 ［ ． ２ Ｍ］ 北京 ： 中国石 化 出 版社 ，
２ ０ ７ ． ０ ５： ０
图 ４ 径向 ３ ３ 管 点测量热 电偶分布 图
题， 在不需要保 护 套管 的 情况 下铠 装 丝 即可承 压 ， 又具 有 柔韧
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
固定床反应器 - 基本原理
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。它与流化床反应器及移动床反应器的区别在于固体颗粒处
于静止状态。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。
分类 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(图1)。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
床层，可采用离心流动（图2）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（图3）。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(图4),
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。