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控制小型固定床反应器温度的方法有哪些

  • 发布日期:2020-06-30      浏览次数:929
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        流体通过由静置的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称为固定床反应器,其中尤以气态的反应物料通过由固体催化剂所构成的床层反应的气-固相催化反应器占主导地位,如炼油工业中的催化重整、天然气转化等。与返混式的反应器(如流化床)相比,固定床反应器内流体的流动接近于平推流,因此可用少量的催化剂和较小的反应器容积来获取较大的生产能力;而且催化剂不易磨损,可长期使用(除非失活)。然而,反应器操作过程中所关心的质量指标如选择性等却对床层的温度分布存在高度的非线性依赖关系,因此温控问题就成为固定床反应器的关键和难点所在。
        小型固定床反应器大都是圆柱形状,温度沿着轴向和径向具有一定的分布形式。为了不致超温而破坏催化剂,先要控制反应床层中的高温度。主要有以下三种方法:
        (1)在筒式反应器中部引入部分进料量来控制反应出口的温度和浓度。这种方法在1970年提出,后来得到了广泛的应用;
        (2)采用调节反应器回流量的手段控制反应床层中的温峰。仿真计算表明,在较强的扰动情况下,采用这种方法可以把温峰控制在要求的范围内;
        (3)采用Smith补偿。温度是具有很大滞后的变量,而固定床反应器的温度若得不到及时地控制,可能由于不稳定而引起超温或熄火。对于具有大纯滞后的过程可采用Smith补偿,但这种方法要求知道比较的对象特性,这一点往往很难做到。
        对于多变量的固定床催化反应过程,也可以用经典的分析方法设计控制系统,比如频域分析方法、根轨迹分析方法等,可以得到良好的调节质量。
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