气固相固定床反应器

这是一篇关于气固相固定床反应器的思维导图。固定床反应器指在反应器内装填颗粒状固体催化剂或固体反应物，形成一定高度的堆积床层，气体或液体物料通过颗粒间隙流过静止固定床层的同时，实现非均相反应过程。

气固相固定床反应器

• 定义 是指流体（气、液体）通过静置的固体物料所形成的床层并进行反应的装置
• 绝热式固定床反应器
  • 单段绝热反应器（只反应一次） 结构简单，造价低，适用于热效应小，温度对目的产物收率影响不大，以及温升较小的反应
  • 多段绝热反应器
• 按段间换热方式分为 间接换热式、直接换热式（原料气冷激式、非原料气冷激式）
  • 分类及其特点
    • 直接换热式：冷激式利用补加冷物料的方法使反应后的物料温度降低。 原料气冷激式所用的冷激剂为冷原料气；非原料气冷激式则采用其他冷剂或原料气中某一组分做冷激剂
    • 间接换热式：原料气经换热器预热后，进入第一段反应。由于反应是放热的，经第一段反应后，反应物料温度升高。第一段出来的物料经换热器冷却后，再进入下一段反应。这样，反应与换热交替进行，反应一次，换热一次 第一段反应器——换热器——下一段反应——换热器——.....
    • 换热式固定床反应器，结构类似管壳式换热器，在常见的反应器中 催化剂放置在管内； 可用于放热和吸热反应，床层温度分布相对来说比较均匀，特别是强放热反应，宜选用此反应器；便于放大，生产规模加大时，只增加单管数量，基本上可以进行反应器放大；缺点是结构比绝热反应器复杂，催化剂装卸不方便
• 反应器内流动特性
  • 床层结构特性：床层空隙率=空隙体积/ 总体积
    • 空隙率分布不均导致流速分布不均匀；靠近管壁处空隙率最大，中心最小，壁效应导致床层内流体流速不均一，管壁流速最大，床层中心较小；流速不均导致物料停留时间和传热特性不均，影响反应结果。——克服壁效应，保证空隙率均匀，要求床层直径与颗粒直径之比>10 颗粒表面越光滑，空隙率越小
  • 空管压力降
  • 子主题
• 反应器内传质特性
  • 径向扩散
  • 轴向扩散
  • 固定床本身阻力
• 拟均相一维模型 适合描述反应热效应较小的反应
  • 平推流模型 物料衡算 热量衡算
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  • 轴向扩散模型
• 拟均相二维模型