固定床,流化床,浆态床的优缺点.doc

固定床,流化床,浆态床的优缺点.doc固定床反应器
定义：气体流经固定不动的催化剂床层进行催化反应的装置。 特点：结构简单、操作稳定、便于控制、易实现大型化和连续化生产等优点，是 现代化工和反应中应用很广泛的反应器。
应用：主要用于气固相催化反应。
基本形式：轴向绝热式、径向绝热式、列管式。
固定床反应器缺点：
床层温度分布不均匀；
床层导热性较差；
对放热量大的反应， 应增大换热面积， 及时移走反应热， 但这会减少有效空间。
流化床反应器（沸腾床反应器） 定义：流体（气体或液体）以较高流速通过床层，带动床内固体颗粒运动，使之 悬浮在流动的主体流中进行反应，具有类似流体流动的一些特性的装置。 应用：应用广泛，催化或非催化的气—固、液—固和气—液—固反应。
原理：固体颗粒被流体吹起呈悬浮状态， 可作上下左右剧烈运动和翻动， 好象是 液体沸腾一样，故流化床反应器又称沸腾床反应器。
结构：壳体、气体分布装置、换热装置、气—固分离装置、内构件以及催化剂加 入和卸出装置等组成。
优点：传热面积大、传热系数高、传热效果好。进料、出料、废渣排放用气流输 送，易于实现自动化生产。
缺点：物料返混大，粒子磨损严重；要有回收和集尘装置；内构件复杂；操作要 求高等。
固定床：
、固定床反应器的优缺点 凡是流体通过不动的固体物料形成的床层面进行反应的设备都称为固定床反应 器，而其中尤以利用气态的反应物料， 通过由固体催化剂所构成的床层进行反应 的气固相催化反应器在化工生产中应用最为广泛。 气固相固定床反应器的优点较 多，主要表现在以下几个方面：
1、在生产操作中，除床层极薄和气体流速很低的特殊情况外，床层内气体的流 动皆可看成是理想置换流动， 因此在化学反应速度较快， 在完成同样生产能力时， 所需要的催化剂用量和反应器体积较小。
2、气体停留时间可以严格控制，温度分布可以调节，因而有利于提高化学反应 的转化率和选择性。
3、催化剂不易磨损，可以较长时间连续使用。
4、适宜于高温高压条件下操作。 由于固体催化剂在床层中静止不动，相应地产生一些缺点：
1、催化剂载体往往导热性不良，气体流速受压降限制又不能太大，则造成床层 中传热性能较差， 也给温度控制带来困难。 对于放热反应， 在换热式反应器的入 口处，因为反应物浓度较高，反应速度较快，放出的热量往往来不及移走，而使 物料温度升高， 这又促使反应以更快的速度进行， 放出更多的热量， 物料温度继 续升高，直到反应物浓度降低，反应速度减慢，传热速度超过了反应速度时，温 度才逐渐下降。所以在放热反应时， 通常在换热式反应器的轴向存在一个最高的 温度点，称为“热点”。如设计或操作不当，则在强放热反应时，床内热点温度
会超过工艺允许的最高温度， 甚至失去控制而出现“飞温”。 此时，对反应的选 择性、催化剂的活性和寿命、设备的强度等均极不利。
2、不能使用细粒催化剂，否则流体阻力增大，破坏了正常操作，所以催化剂的 活性内表面得不到充分利用。
3、催化剂的再生、更换均不方便。 固定床反应器虽有缺点，但可在结构和操作方面做出改进，且其优点是主要的。 因此，仍不失为气固相催化反应器中的主要形式， 在化学工业中得到了广泛的应 用。例如石油炼制工业中的裂化、重整、异构化、加氢精制等；无机化学工业中 的合成氨、硫酸、天然气转化等；有机化学