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固定床反应器和流化床反应器有哪些本质上的区别?

  • 发布日期:2019-08-06      浏览次数:2197
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        固定床反应器,又称填充床反应器,内部装填有固体催化剂或固体反应物,以实现多相反应。固体物通常呈颗粒状,堆积成一定高度(或厚度)的床层,床层静止不动,流体通过床层进行反应。固定床反应器主要用于实现气固相催化反应,如氨合成塔、二氧化硫接触氧化器、烃类蒸汽转化炉等。用于气固相或液固相非催化反应时,床层则填装固体反应物。涓流床反应器也可归属于固定床反应器,气、液相并流向下通过床层,呈气液固相接触。优点:①催化剂机械磨损小。②床层内流体的流动接近于平推流,与返混式的反应器相比,可用较少量的催化剂和较小的反应器容积来获得较大的生产能力。③由于停留时间可以严格控制,温度分布可以适当调节,因此特别有利于达到高的选择性和转化率。④可在高温高压下操作。缺点:①固定床中的传热较差。②催化剂的再生、更换均不方便,催化剂的更换必须停产进行。③不能使用细粒催化剂,但固定床反应器中的催化剂不限于颗粒状,网状催化剂早已应用于工业上。目前,蜂窝状、纤维状催化剂也已被广泛使用。
        流化床反应器流化床反应器是利用气体或液体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态,并进行气固相反应过程或液固相反应过程的反应器。优点:①由于可采用细粉颗粒,并在悬浮状态下与流体接触,流固相界面积大,有利于非均相反应的进行,提高了催化剂的利用率。②由于颗粒在床内混合激烈,使颗粒在全床内的温度和浓度均匀一致,床层与内浸换热表面间的传热系数很高,全床热容量大,热稳定性高,这些都有利于强放热反应的等温操作。③流化床内的颗粒群有类似流体的性质,可以大量地从装置中移出、引入,并可以在两个流化床之间大量循环。这使得一些反应—再生、吸热—放热、正反应—逆反应等反应耦合过程和反应—分离耦合过程得以实现。使得易失活催化剂能在工程中使用。④流态化操作总的经济效果是有利的,特别是传热和传质速率快、床层温度均匀、操作稳定的突出优点,对于热效应很大的大规模生产过程特别有利。缺点:①气体流动状态与活塞流偏离较大,气流与床层颗粒发生返混,以致在床层轴向没有温度差及浓度差。加之气体可能成大气泡状态通过床层,使气固接触不良,使反应的转化率降低。因此流化床一般达不到固定床的转化率。②催化剂颗粒间相互剧烈碰撞,造成催化剂的损失和除尘的困难。由于固体颗粒的磨蚀作用,管子和容器的磨损严重。
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