高等反应工程第六章.ppt

Chapter6 Design for gas-solid catalytic reactors(The paced bed and fluidized bed)
(气固催化反应器设计)
(固定床和流化床)
问题:
结构与类型
传热与传质
设计方法
§6-1概述(introduction)
一、特点及应用
Secion1 The packed bed reactor
1).优点:



(容易实现操作)
2).缺点:

,径向温差很大

可广泛用于有机化工、无机化工、石油化工及炼制、环境化工、制药工业等。从小到实验室大到年产万吨的工厂。
技术难点:传热的计算和强放热反应的温控
2. 应用:
二、反应器类型
1. 绝热式
又分为一段和多段绝热
对某些反应热效应不大,允许有些温度变化的反应过程可采用绝热式,若温度变化超出允许范围时可采用多段绝热式。也可加入惰性物降低反应速率和温升。
注:
联苯,联苯醚,烷基柰
无机熔盐(硝酸钾,钠,亚硝酸盐)
100~300℃
:
特点:结构简单,节约能量,耐压,生产能力大。
200~350℃
300~400℃
H2O (g)
优点:可进行较好的换热,近呈活塞流,技术
成熟,易放大。
缺点:设备结构复杂,对高压反应不利。
管径:
粒径:
太小压降则压降大
3 .自热式
合成氨和合成甲醇
它是整体自己给自己换热,对外没有热交换,用自己的反应热给进口物料加热。
优点:省钱,体积小,设备紧凑
特点:
缺点:结构复杂
三、一般设计方法及原则
绝热与换热
几段
进出口方向, 冷热介质走向
设备尺寸压降
转化效果进料量及组成
材质壁厚加强法兰封头
绝热换热自热
(逆、并流)
反应器选型
操作选择
工艺计算
设备计算
↓
↓
↓
工艺计算基本要求:
;
;
;

(粒度,强度,导热性等)。
§ §6-2 固定床中的传递过程
一. 催化剂粒子与床层
1 .粒子表征