气固相催化固定床反应器.ppt

第126页，共201页，星期日，2025年，2月5日例8-3计算萘氧化制苯酐的流化床反应器气体出口转化率.已知:1.催化剂：微球硅胶钒催化剂（同例8-1）平均粒径密度2．气体性质气体密度气体粘度扩散系数第127页，共201页，星期日，2025年，2月5日3．流化床特性静床层高床层直径空隙率操作气速4．反应动力学方程第128页，共201页，星期日，2025年，2月5日解1．计算起始流化速度与逸出速度2．计算操作条件下的空隙率及膨胀比空隙率床层膨胀比浓相段高稀相段高第129页，共201页，星期日，2025年，2月5日3．计算气泡上升速度第130页，共201页，星期日，2025年，2月5日4．计算γb，γc，γe值取γb=0.01查图，当时，第131页，共201页，星期日，2025年，2月5日代入式中代入第132页，共201页，星期日，2025年，2月5日5．计算、值第133页，共201页，星期日，2025年，2月5日6．计算Kr值第134页，共201页，星期日，2025年，2月5日7．计算出口气体中萘的转化率第135页，共201页，星期日，2025年，2月5日第八章气液相反应过程与反应器第136页，共201页，星期日，2025年，2月5日气液反应过程指一个反应物在气相，另一个在液相，气相反应物需进入液相才能反应；或两个反应物都在气相，但需进入液相与液相的催化剂接触才能反应。与化学吸收过程极为相似。概述第137页，共201页，星期日，2025年，2月5日液相：第138页，共201页，星期日，2025年，2月5日积分上式，得：可以据此计算反应时间。式中的各参数由经验方程计算。连续流动鼓泡塔计算第139页，共201页，星期日，2025年，2月5日上式的关键是YA与-rA的关系。是气相组成，而反应发生在液相中。因此涉及到传递现象，并且和液相的流型相关联。鼓泡塔中流型复杂，存在不同的区域，如安定区和湍动区。第140页，共201页，星期日，2025年，2月5日气液反应的步骤：气液相反应－－反应物和产物至少有一个存在于液相中，其中典型的是气体的反应吸收。更具有普遍意义：A(g)+B(l)=C(g)其宏观反应历程为：1A从气相主体向气液界面扩散；2A在气液界面处溶解于液相；3溶解于液相的A向液相内部扩散，在扩散的同时与液相中的B发生反应；第141页，共201页，星期日，2025年，2月5日对于单颗粒，有半经验公式：第94页，共201页，星期日，2025年，2月5日以上计算是针对一个颗粒的，在流化床内由于颗粒间有相互影响，故逸出速度由此速度值再加以校正而得。uT=FuRe10时，F≈1Re10时，Re-F见下图第95页，共201页，星期日，2025年，2月5日第96页，共201页，星期日，2025年，2月5日3反应器内径的计算VG：气流的体积流量m3s-1dT：流化床内径mu：气流的空塔流速m.s-1可见，流化床的内径取决于气流的空塔气速，而流化床的空塔气速应介于初始流化速度（也称临界流化速度）与逸出速度之间。即维持流化状态的最低气速与最高气速之间。第97页，共201页，星期日，2025年，2月5日例8-1计算萘氧化制苯酐的微球硅胶钒催化剂的起始流化速度和逸出速度已知催化剂粒度分布如下：催化剂颗粒密度ρP=1120kg.m-3气体密度ρ=1.10kg.m-3气体粘度μ=0.0302mPa·s第98页，共201页，星期日，2025年，2月5日解1．计算颗粒平均粒径根据标准筛的规格，目数与直径关系如下：在两个目数间隔内颗粒平均直径可按几何平均值计算，即第99页，共201页，星期日，2025年，2月5日2．计算起始流化速度（umf）第100页，共201页，星期日，2025年，2月5日3．计算逸出速度（ut）:设Rem2第101页，共201页，星期日，2025年，2月5日复核Re值假设Rem2合理。由Re=1.3，Re10可得F=1第102页，共201页，星期日，2025年，2月5日浓相段高度的计算催化剂在床层中堆积高度称静床层高度(L0)。在通入气体到起始流化时，床高Lmf≈L0。若继续加大气量，床层内产生一定量的气泡，浓相段床高(Lf)远大于静床层高度。关于浓相段床高的计算通常用计算床层空隙率(εf)来获得。令床层膨胀比