固定床反应器.ppt

第六章 固定床反应器; 1. 定义：凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置。固体催化剂颗粒堆积起来所形成的固定床层静止不动，气体反应物自上而下流过床层，进行反应的装置称作固定床反应器。 ;对外换热式反应器;固定床反应器;二、固定床反应器的优缺点;固定床反应器的优缺点;三、固定床反应器类型;固定床反应器类型;原料气;固定床反应器类型;固定床反应器类型;固定床反应器类型;固定床反应器类型;固定床反应器类型;间接换热???????????原料冷激????????非原料冷激 多段固定床绝热反应器;固定床反应器类型;固定床反应器类型;固定床反应器类型;固定床反应器类型;列管式 固定床 反应器 ;固定床反应器类型;固定床反应器类型;固定床反应器类型;;;四、传热介质;传热介质;???定床反应器的分类;二、固定床反应器的优缺点;固定床反应器的优缺点;原料气;间接换热???????????原料冷激????????非原料冷激 多段固定床绝热反应器;固定床反应器类型;列管式 固定床 反应器 ;;固定床反应器类型;固定床反应器类型;6.2 固定床的传递特性;6 . 2 固定床中的传递过程;一、颗粒直径的表示方法 1、表示方法 　　体积相当直径 　　面积相当直径 　　比表面相当直径; (1) 描述颗粒形状; ②　颗粒的比表面积 a;例 1 边长为L=4mm的正方体颗粒 求：dv,ds,da,ψ,a 解：; ②dv, ds, da三者关系 da≤dv≤ds ; 混合颗粒的特性参数 (1) 颗粒的筛分尺寸 标准筛：有不同的系列，常用泰勒标准筛。 筛号(目数)：每英寸长度筛网上的筛孔数目； 筛过量：通过筛孔的颗粒量； 筛余量：截留于筛面上的颗粒量。;①　颗粒的筛分尺寸;② 颗粒群的等比表面积当量直径; ② 影响床层空隙率的因素 （a）装填方法：干装 湿装;非球形颗粒的形状系数;二、床层空隙率;颗粒视密度又称颗粒密度。即单个颗粒的密度。若单个催化剂颗粒质量为m，颗粒体积为V粒，则视密度ρp=m/V粒 ;固定床的空隙率是颗粒物料层中颗粒间自由体积与整个床层体积之比，它是固定床的重要特性之一。空隙率对流体通过床层的压力降、床层的传热都有重大的影响。;6-9填充床的空隙率;三、固定床的当量直径;2、床层当量直径;3、固定床的径向流速分布;;;6.2.2 床层压降;修正雷诺数：;Rem10，层流，上式中右边第二项可忽略； Rem1000，湍流，上式中右边第一项可忽略。;式中：dp —— 体积相当直径； —— 质量流速。 fm和n可由图6-11查取。;图6-11 固定床的摩擦系数;推导在化工原理中：;;影响固定床压力降的因素;床层直径与颗粒直径之比 dt / ds 8 时应考虑壁效应对固定床压力降的影响。用下列关联式：;床层压降计算 例：在内径为50mm的管内装有4m高的催化剂层，催化剂的粒度分布如下表。催化剂为球体，空隙率?B＝0.44。在反应条件下的气体密度?=2.46kg/m3，粘度?=2.3?10-5kg/(m?s)，气体的质量流速G =6.2kg/(m2?s)。求床层压降。;一、颗粒直径的表示方法 1、表示方法 　　体积相当直径 　　面积相当直径 　　比表面相当直径; 颗粒床层的特性 ;3、固定床的径向流速分布;;颗粒视密度又称颗粒密度。即单个颗粒的密度。若单个催化剂颗粒质量为m，颗粒体积为V粒，则视密度ρp=m/V粒 ;固定床的空隙率是颗粒物料层中颗粒间自由体积与整个床层体积之比，它是固定床的重要特性之一。空隙率对流体通过床层的压力降、床层的传热都有重大的影响。;修正雷诺数：;影响固定床压力降的因素;床层压降计算 例：在内径为50mm的管内装有4m高的催化剂层，催化剂的粒度分布如下表。催化剂为球体，空隙率?B＝0.44。在反应条件下的气体密度?=2.46kg/m3，粘度?=2.3?10-5kg/(m?s)，气体的质量流速G =6.2kg/(m2?s)。求床层压降。;例:在充填直径为9mm,高为7mm的圆柱形铁铬催化剂的固定床反应器中，在0.6865MPa下进行水煤气变换反应。反应气体的平均相对分子量为18.96，质量速度（按空床计算）为0.936kg/(s.m2)。设床层的平均温度为689K，反应气体的黏度为2.5×10-5Pa.s。已知催化剂的颗粒密度和床层的堆密度分别为2000kg/m3及1400kg/m3