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北洋勵興  固定床催化反應  化學教學儀器

固定床反應器

固定床反應器分為哪幾種類型？其結構有何特點

分類： 固定床反應器有三種基本形式： 軸向絕熱式固定床反應器。 流體沿軸向自上而下流經床層，床層同外界無熱交換。 徑向絕熱式固定床反應器。 流體沿徑向流過床層，可采用離心流動或向心流動，床層同外界無熱交換。徑向反應器與軸向反應器相比，流體流動的距離較短,流道截面積較大,流體的壓力降較小。但徑向反應器的結構較軸向反應器復雜。以上兩種形式都屬絕熱反應器,適用于反應熱效應不大,或反應系統(tǒng)能承受絕熱條件下由反應熱效應引起的溫度變化的場合。 列管式固定床反應器由多根反應管并聯構成。 管內或管間置催化劑，載熱體流經管間或管內進行加熱或冷卻，管徑通常在25～50mm之間，管數可多達上萬根。列管式固定床反應器適用于反應熱效應較大的反應。此外，尚有由上述基本形式串聯組合而成的反應器，稱為多級固定床反應器。例如：當反應熱效應大或需分段控制溫度時，可將多個絕熱反應器串聯成多級絕熱式固定床反應器,反應器之間設換熱器或補充物料以調節(jié)溫度，以便在接近于最佳溫度條件下操作。 特點： 固定床反應器的優(yōu)點是： 返混小，流體同催化劑可進行有效接觸，當反應伴有串聯副反應時可得較高選擇性。 催化劑機械損耗小。 結構簡單。 固定床反應器的缺點是： 傳熱差，反應放熱量很大時，即使是列管式反應器也可能出現飛溫（反應溫度失去控制，急劇上升，超過允許范圍）。 操作過程中催化劑不能更換，催化劑需要頻繁再生的反應一般不宜使用，常代之以流化床反應器或移動床反應器。 固定床反應器中的催化劑不限于顆粒狀，網狀催化劑早已應用于工業(yè)上。目前，蜂窩狀、纖維狀催化劑也已被廣泛使用。

固定床反應器的特點

固定床反應器的優(yōu)點是：①返混小，流體同催化劑可進行有效接觸，當反應伴有串聯副反應時可得較高選擇性。②催化劑機械損耗小。③結構簡單。固定床反應器的缺點是：①傳熱差，反應放熱量很大時，即使是列管式反應器也可能出現飛溫（反應溫度失去控制，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一般不宜使用，常代之以流化床反應器或移動床反應器。固定床反應器中的催化劑不限于顆粒狀，網狀催化劑早已應用于工業(yè)上。目前，蜂窩狀、纖維狀催化劑也已被廣泛使用。

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固定床反應器與流化床反應器的區(qū)別是什么？

固定床是床料相對固定，也叫移動床（很扯），結構簡單，控制簡單。 流化床是床料劇烈翻騰以便和燃料充分混合反應，可以適應不同粒徑的燃料，且熱容較大，燃燒較充分。缺點是反應器相對復雜，床料對反應器磨損較大，后面需要有旋風分離，造價較高。 固定床反應器又稱填充床反應器，裝填有固體催化劑或固體反應物用以實現多相反應過程的一種反應器。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，流體通過床層進行反應。 它與流化床反應器及移動床反應器的區(qū)別在于固體顆粒處于靜止狀態(tài)。固定床反應器主要用于實現氣固相催化反應，如氨合成塔、二氧化硫接觸氧化器、烴類蒸汽轉化爐等。用于氣固相或液固相非催化反應時，床層則填裝固體反應物。涓流床反應器也可歸屬于固定床反應器，氣、液相并流向下通過床層，呈氣液固相接觸。

固定床反應器與流化床反應器的區(qū)別

　　固定床反應器（又稱填充床反應器）,它與流化床反應器的區(qū)別在于固體顆粒處于靜止狀態(tài)。
　　與固定床反應器相比，流化床反應器的優(yōu)點是：
　　①可以實現固體物料的連續(xù)輸入和輸出；
　　②流體和顆粒的運動使床層具有良好的傳熱性能，床層內部溫度均勻，而且易于控制，特別適用于強放熱反應。
　　但另一方面，由于返混嚴重，可對反應器的效率和反應的選擇性帶來一定影響。再加上氣固流化床中氣泡的存在使得氣固接觸變差，導致氣體反應不wan全。因此，通常不宜用于要求單程轉化率很高的反應。此外，固體顆粒的磨損和氣流中的粉塵夾帶，也使流化床的應用受到一定限制。為了限制返混，可采用多層流化床或在床內設置內部構件。這樣便可在床內建立起一定的濃度差或溫度差。此外，由于氣體得到再分布，氣固間的接觸亦可有所改善。