㈣ 流化床反应器.PPTVIP

过程设备设计 过程设备设计 第一节 111 * * * * 第八章 反应设备 第一节 概 述 第二节 机械搅拌反应器 第三节 机械搅拌设备技术进展概述 8.1 概 述 一、应用 广泛应用于工业生产中，如 ⒈化学及石油化学工业 ⒉染料、油漆、农业、生物等工业 二、分类 化学反应器: 实现一个或几个化学反应，并使反应物 通过化学反应转变为反应产物的设备, 见表8-1 生物反应器: 为细胞或酶提供适宜的反应环境以达到 细胞生长代谢和进行反应的设备, 见表8-2 图8—1 化工生产的典型流程 前处理——原料经过一系列的预处理, 如混合、加热、灭菌等, 以达到进入反应器反应的要求。 后处理——反应产物经过分离、提纯等后处理，以获得符合质 量要求的产品。 图8-2 典型的生物过程 表8—1 化学反应器的分类 搅拌釜式 管式 固定床 流化床 移动床 塔式 滴流床 绝热式 等温式 非等温非绝热式 活塞流型 全混流型 间歇操作 连续操作 半连续操作 均相 气相 液相 非均相 气—液相 液—液相 气—固相 液—固相 气—液—固相 结构特征 传热情况 流动状态 操作方式 物料相态 机械搅拌式 气升式 流化床 固定床 活塞流 全混流 搅拌浆叶式 气体喷射式 （气升式） 间隙操作 连续操作 半连续操作 酶催化反应器 细胞催化反应器（发酵罐） 结构特征 流动状态 输入能量 操作方式 生物催化剂 表8—2 生物反应器的分类 ㈠ 机械搅拌式反应器 可用于均相和多相（如液—液、气—液、液—固） 反应，可间歇或连续操作。 2. 连续操作时，几个釜串联起来，通用性很大，停留 时间可以得到有效地控制。 3. 灵活性大, 根据生产需要，可生产不同规格、不同 品种产品，生产时间可长可短。 4. 可在常压、加压、真空下生产操作，可控范围大。 5. 反应结束后出料容易，反应器的清洗方便，机械设 计十分成熟。 三、常见反应器的特点 ㈡ 管式反应器 1—进气管 2—上法兰 3—下法兰 4—温度计 5—管子 6—触媒支承 7—下猪尾巴管 图8-3 侧烧式转化反应器 管式反应器结构特点: 结构简单，制造方便。 混合好的气相或液相反应物从管道一端进入，连续流 动，连续反应，从管道另一端排出。不同的反应，管 径和管长可根据需要设计。 3. 管外壁可以进行换热，传热面积大。 4. 反应物在管内流动快，停留时间短，经一定的控制手 段，可使管式反应器有一定的温度梯度和浓度梯度。 5. 管式反应器可连续或间歇操作，反应物不返混，可在 高温、高压下操作。 ㈢ 固定床反应器 定义:气体流经固定不动 的催化剂床层进行催化反应的装置。 特点: 结构简单、操作稳定、便于控制、易实现大型化和连续化 生产等优点，是现代化工和反应中应用很广泛的反应器。 应用:主要用于气固相催化反应 轴向绝热式 基本形式 径向绝热式 列管式 图8-4 固定床反应器 轴向绝热式 径向绝热式 列管式 1—平顶盖 2—筒体端部 3—筒体 4—上触媒框 5—下触媒框 6—中心网筒 7—升气管 8—换热器 9—半球形封头 图8—5 氨合成塔 固定床反应器缺点: 床层温度分布不均匀; 床层导热性较差; 对放热量大的反应，应增大换热面积，及时移走 反应热，但这会减少有效空间。