气固相催化反应流化床反应器.ppt

第七章气固相催化反应流化床反应器流态化现象:使微粒固体通过与气体或液体接蝕而转变成类似流体的操作。固体颗粒层与流体接触的不同类型气体初始聚式流态化腾涌定」流床态稀相流态化化散式流态化液体流体流速增加固定床初始或流化床输送床临界流化…“气体气体气体气体(a)固定床(b)临界流化床(c)流化床(d)气流输送床不同流速时床层的变化流化床的基本概念*当通过床层的流体流量较小时,颗粒受到的升力(浮力与曳力之和)小于颗粒自身重力时,颗粒在床层内静止不动,流体由颗粒之间的空隙通过。此时床层称为固定床。*随着流体流量增加,颗粒受到的曳力也随着增大若颗粒受到的升力恰好等于自身重量时,颗粒受力处于平衡状态,故颗粒将在床层内作上下、左右、前后的激烈运动,这种现象被称为固体的流态化,整个床层称为流化床。流化床类似液体的性状轻的物体浮起;表面保持水平;*固体颗粒从孔中喷出;*床面拉平;*床层重量除以截面积等于压强(b)(c)流化床表现出类似于液体的特性(a)轻物浮起;(b床面成水平;(c)颗粒经孔流出;(构成连通器;(e)测出压力降流化床的优点*1颗粒流动类似液体,易于处理,控制*2固体颗粒迅速混合,整个床层等温;*3颗粒可以在两个流化床之间流动、循环,使大量热、质有可能在床层之间传递;*4宜于大规模操作;*5气体和固体之间的热质传递较其它方式*6流化床与床内构件的给热系数大。流化床的缺点*1气体的流动状态难以描述,偏离平推流,气泡使颗粒发生沟流,接触效率下降;*2颗粒在床层迅速混合,造成停留时间分布不均匀;*3脆性颗粒易粉碎被气流带走*4颗粒对设备磨损严重;*5对高温非催化操作,颗粒易于聚集和烧流化床的工业应用*第一次工业应用:*1922年FritzWinkler获德国专利,1926年第一台高13米,截面积12平方米的煤气发生炉开始运转。*目前最重要的工业应用:SOD(pany)Ⅳ型催化裂化散式流化和聚式流化*(1)散式流态化*随着流体流量的加大,床层内空隙率增大,颗粒之间间距加大,而颗粒在床层中分布均匀,流体基本上以平推流形式通过床层,人们称这种流化形式为散式流态化