北洋勵興  固定床催化反應  化學教學儀器

固定床反應器 

固定床反應器分為哪幾種類型？其結構有何特點

分類： 固定床反應器有三種基本形式： 軸向絕熱式固定床反應器。 流體沿軸向自上而下流經(jīng)床層，床層同外界無熱交換。 徑向絕熱式固定床反應器。 流體沿徑向流過床層，可采用離心流動或向心流動，床層同外界無熱交換。徑向反應器與軸向反應器相比，流體流動的距離較短,流道截面積較大,流體的壓力降較小。但徑向反應器的結構較軸向反應器復雜。以上兩種形式都屬絕熱反應器,適用于反應熱效應不大,或反應系統(tǒng)能承受絕熱條件下由反應熱效應引起的溫度變化的場合。 列管式固定床反應器由多根反應管并聯(lián)構成。 管內或管間置催化劑，載熱體流經(jīng)管間或管內進行加熱或冷卻，管徑通常在25～50mm之間，管數(shù)可多達上萬根。列管式固定床反應器適用于反應熱效應較大的反應。此外，尚有由上述基本形式串聯(lián)組合而成的反應器，稱為多級固定床反應器。例如：當反應熱效應大或需分段控制溫度時，可將多個絕熱反應器串聯(lián)成多級絕熱式固定床反應器,反應器之間設換熱器或補充物料以調節(jié)溫度，以便在接近于最佳溫度條件下操作。 特點： 固定床反應器的優(yōu)點是： 返混小，流體同催化劑可進行有效接觸，當反應伴有串聯(lián)副反應時可得較高選擇性。 催化劑機械損耗小。 結構簡單。 固定床反應器的缺點是： 傳熱差，反應放熱量很大時，即使是列管式反應器也可能出現(xiàn)飛溫（反應溫度失去控制，急劇上升，超過允許范圍）。 操作過程中催化劑不能更換，催化劑需要頻繁再生的反應一般不宜使用，常代之以流化床反應器或移動床反應器。 固定床反應器中的催化劑不限于顆粒狀，網(wǎng)狀催化劑早已應用于工業(yè)上。目前，蜂窩狀、纖維狀催化劑也已被廣泛使用。

固定床反應器的特點

固定床反應器的優(yōu)點是：①返混小，流體同催化劑可進行有效接觸，當反應伴有串聯(lián)副反應時可得較高選擇性。②催化劑機械損耗小。③結構簡單。固定床反應器的缺點是：①傳熱差，反應放熱量很大時，即使是列管式反應器也可能出現(xiàn)飛溫（反應溫度失去控制，急劇上升，超過允許范圍）。②操作過程中催化劑不能更換，催化劑需要頻繁再生的反應一般不宜使用，常代之以流化床反應器或移動床反應器。固定床反應器中的催化劑不限于顆粒狀，網(wǎng)狀催化劑早已應用于工業(yè)上。目前，蜂窩狀、纖維狀催化劑也已被廣泛使用。

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固定床反應器與流化床反應器的區(qū)別是什么？

固定床是床料相對固定，也叫移動床（很扯），結構簡單，控制簡單。 流化床是床料劇烈翻騰以便和燃料充分混合反應，可以適應不同粒徑的燃料，且熱容較大，燃燒較充分。缺點是反應器相對復雜，床料對反應器磨損較大，后面需要有旋風分離，造價較高。 固定床反應器又稱填充床反應器，裝填有固體催化劑或固體反應物用以實現(xiàn)多相反應過程的一種反應器。固體物通常呈顆粒狀，粒徑2~15mm左右，堆積成一定高度(或厚度)的床層。床層靜止不動，流體通過床層進行反應。 它與流化床反應器及移動床反應器的區(qū)別在于固體顆粒處于靜止狀態(tài)。固定床反應器主要用于實現(xiàn)氣固相催化反應，如氨合成塔、二氧化硫接觸氧化器、烴類蒸汽轉化爐等。用于氣固相或液固相非催化反應時，床層則填裝固體反應物。涓流床反應器也可歸屬于固定床反應器，氣、液相并流向下通過床層，呈氣液固相接觸。

固定床反應器與流化床反應器的區(qū)別

　　固定床反應器（又稱填充床反應器）,它與流化床反應器的區(qū)別在于固體顆粒處于靜止狀態(tài)。
　　與固定床反應器相比，流化床反應器的優(yōu)點是：
　　①可以實現(xiàn)固體物料的連續(xù)輸入和輸出；
　　②流體和顆粒的運動使床層具有良好的傳熱性能，床層內部溫度均勻，而且易于控制，特別適用于強放熱反應。
　　但另一方面，由于返混嚴重，可對反應器的效率和反應的選擇性帶來一定影響。再加上氣固流化床中氣泡的存在使得氣固接觸變差，導致氣體反應不wan全。因此，通常不宜用于要求單程轉化率很高的反應。此外，固體顆粒的磨損和氣流中的粉塵夾帶，也使流化床的應用受到一定限制。為了限制返混，可采用多層流化床或在床內設置內部構件。這樣便可在床內建立起一定的濃度差或溫度差。此外，由于氣體得到再分布，氣固間的接觸亦可有所改善。