第六章 气液固三相反应器和反应器分析.ppt

第六章__气液固三相反应器和反应器分析(1)气体、液体、固体或是反应物或是产物的反应;(2)固体为催化剂的气-液-固三相反应;(3)两个反应相,第三个是惰性相。-液-固反应器按固体颗粒与流体接触状况可以分为固定床和悬浮床两类。-液-固反应器,固体在床内固定不动。随两流体流动方向又可以分为三种方式操作,即气体和液体并流向下,气体和液体并流向下,并流向上流动和逆向流动(通常是液体向下流动,气体向上流动)。,以很薄的膜状通过固体颗粒的固定床,连续气体以并流或逆流的形式通过床层并与液固两相接触,正常情况下,(a)为滴流床。滴流床反应器的优点:(1)气液流型接近于平推流,返混小,在单个反应器中可以达到高的转化率;(2)持液量(即液固比)小,当伴有均相副反应时,可使其影响降低到最低;(3)催化剂表面的液膜很薄,气相反应物穿过液膜扩散到催化剂表面的阻力小;(4)采用气液并流向下操作时,不从在液泛问题。气相流动阻力小,在整个反应器内气相反应物分压均匀,且可降低气体输送的能耗。帕尾悼树筛怖塔藉坷妨育闪幼系敲崇台择欣就绝柿碎有逮延汪墩巳颊攀己第六章__气液固三相反应器和反应器分析第六章__气液固三相反应器和反应器分析滴流床反应器的缺点(1)传热能力差,容易引起催化剂床层局部过热,造成催化剂容易失活,或由于液膜过量汽化,使部分催化剂不能发挥用;(2)液流速率低时,可能由于液体分布不均匀(如短路、沟流等)导致部分催化剂未被润湿,影响反应效果;(3)为避免床层流动阻力过高,催化剂颗粒不能太小,通常4~10mm,在反应速率较快时,会由于内扩散影响而导致催化剂效率因子低下;(4)当催化剂由于积炭,中毒而失活时,更换催化剂不方便。(c)为气液并流向上的填料鼓泡塔反应器,持液量大,液相和气相在反应器中混合好,液固间的传热性能好,适用于反应热效应较大、反应速率快、传热要求高的场合。这种反应器有以下优缺点:(b)适应于当气相反应物浓度较低,而又要求气相组分达到较高转化率时的情况,逆流操作有利于增大过程的推动力。但同时会增加气相流动阻力,当气液两相的流速较大时,还可能出现液泛。膝决椿着姨喷座凿撮娠蛰求守尘青家锨跪牙煌柑荔俘杉渣稍员巩峦挂忿巡第六章__气液固三相反应器和反应器分析第六章__气液固三相反应器和反应器分析缺点(1)因存在较大返混,使转化率下降;(2)必须采取适当的机械措施固定催化剂,否则会造成床层流态化带走催化剂;(3)流动阻力大,气相反应物分压沿床高会明显下降;(4)气相反应物向催化剂表面传递阻力较大;(5)均相副反应量越大。优点(1)即使液体流量很小也容易实现均匀分布;(2)催化剂微孔易于完全充满液体,有利于提高催化剂的效率因子;(3)液体对催化剂的冲刷作用强,能延缓催化剂失活,延长操作周期;(4)气液相间的传质系数较大。-液-固悬浮三相反应器固体在气液混合物中呈悬浮状态,这样操作状态的反应器为气-液-固悬浮反应器。气-液-固悬浮反应器可以按有无机械搅拌、流体流向、颗粒运动状态等进行分类。大体可以分为:(1)机械搅拌的气-液-固悬浮反应器;(2)不带机械搅拌的鼓泡三相淤浆反应器;(3)不带机械搅拌的两流体并流向上的流化床反应器;(4)不带搅拌的两流体并流向上带出固体颗粒的三相携带床反应器;(5)具有导流筒的鼓泡式的内环流反应器。(a)机械淤浆反应器中的催化剂颗粒通常小于1mm,随液相反应物一起排出,该反应器适用于三相反应过程的开发研究阶段及小规模生产。(b)鼓泡塔淤浆反应器借助于气流鼓泡作用使固体颗