詳情介紹
固定床反應(yīng)器又稱填充床反應(yīng)器,裝填有固體催化劑或固體反應(yīng)物用以實(shí)現(xiàn)多相反應(yīng)過程的一種反應(yīng)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(jìn)行反應(yīng)。它與流化床反應(yīng)器及移動床反應(yīng)器的區(qū)別在于固體顆粒處于靜止?fàn)顟B(tài)。固定床反應(yīng)器主要用于實(shí)現(xiàn)氣固相催化反應(yīng),如氨合成塔、二氧化硫接觸氧化器、烴類蒸汽轉(zhuǎn)化爐等。用于氣固相或液固相非催化反應(yīng)時,床層則填裝固體反應(yīng)物。涓流床反應(yīng)器也可歸屬于固定床反應(yīng)器,氣、液相并流向下通過床層,呈氣液固相接觸。
固定床反應(yīng)器有三種基本形式:
①軸向絕熱式固定床反應(yīng)器。流體沿軸向自上而下流經(jīng)床層,床層同外界無熱交換。
②徑向絕熱式固定床反應(yīng)器。流體沿徑向流過床層,可采用離心流動向心流動,床層同外界無熱交換。徑向反應(yīng)器與軸向反應(yīng)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(yīng)器的結(jié)構(gòu)較軸向反應(yīng)器復(fù)雜。以上兩種形式都屬絕熱反應(yīng)器,適用于反應(yīng)熱效應(yīng)不大,或反應(yīng)系統(tǒng)能承受絕熱條件下由反應(yīng)熱效應(yīng)引起的溫度變化的場合。
③列管式固定床反應(yīng)器。由多根反應(yīng)管并聯(lián)構(gòu)成。管內(nèi)或管間置催化劑,載熱體流經(jīng)管間或管內(nèi)進(jìn)行加熱或冷卻,管徑通常在25~50mm之間,管數(shù)可多達(dá)上萬根。列管式固定床反應(yīng)器適用于反應(yīng)熱效應(yīng)較大的反應(yīng)。此外,尚有由上述基本形式串聯(lián)組合而成的反應(yīng)器,稱為多級固定床反應(yīng)器。例如:當(dāng)反應(yīng)熱效應(yīng)大或需分段控制溫度時,可將多個絕熱反應(yīng)器串聯(lián)成多級絕熱式固定床反應(yīng)器,反應(yīng)器之間設(shè)換熱器或補(bǔ)充物料以調(diào)節(jié)溫度,以便在接近于*佳溫度條件下操作。
固定床反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn):
①返混小,流體同催化劑可進(jìn)行有效接觸,當(dāng)反應(yīng)伴有串聯(lián)副反應(yīng)時可得較高選擇性。
②催化劑機(jī)械損耗小。
③結(jié)構(gòu)簡單。
固定床反應(yīng)器的缺點(diǎn):
①傳熱差,反應(yīng)放熱量很大時,即使是列管式反應(yīng)器也可能出現(xiàn)飛溫(反應(yīng)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(yīng)一般不宜使用,常代之以流化床反應(yīng)器或移動床反應(yīng)器。