流化床反应器-《化学反应过程与设备》精品课程ppt课件

1、固体流态化的根本概念流化床反响器的构造 流化床反响器固体流态化的根本概念 流态化固体粒子象流体一样进展流动的景象。除重力作用外，普通是依托气体或液体的流动来带动固体粒子运动的。 n 流态化的构成：n 流体自上而下流过催化剂床层时，根据流体流速的不同，床层阅历三个阶段：n 固定床阶段：u0umf时，固体粒子不动，床层压降随u增大而增大。n 流化床阶段：umfu0ut时,固体粒子悬浮湍动,床层分为浓相段和稀相段，u增大而床层压降不变。n 保送床阶段：u0 ut 时,粒子被气流带走,床层上界面消逝,u增大而压降有所下降。 umf临界流化速度，是指刚刚可以使固体颗粒流化起来的气体空床流速度，也称最小流

2、化速度。 ut带出速度，当气体速度超越这一数值时，固体颗粒就不能沉降下来，而被气流带走，此带出速度也称最大流化速度。 n 散式流化和聚式流化n 散式流化n db/dp1n db气泡直径 dp颗粒直径n 对于l-s系统，流体与粒子的密度相差不大，故umf普通很小，流速进一步提高时，床层膨胀均匀且动摇很小，粒子在床内的分布也比较均匀，故称作散式流化态。n 颗粒越细，流体与固体的值越小，那么越接近理想流化，流化质量也就越好。聚式流化 db/dp10 对于g-s系统，普通在气速超越Umf后，将会出现气泡，气速越高，气泡呵斥的扰动也越猛烈，使床层动摇频繁，这种形状的流化床称聚式流化床。 流化床中常见的异

3、常景象n 沟流n 定义：气体经过床层时，其流速虽超越umf，但床内只构成一条狭窄，大部分庆层仍处于固定形状，这种景象称为沟流。沟流分部分沟流和贯穿沟流。n 危害：产生死床，呵斥催化剂烧结，降低催化剂运用寿命，降低转化率和消费才干。n 呵斥缘由： 颗粒太细、潮湿、易粘结；床层薄；气速过低或气流分布不合理；气体分布板不合理。n 消除方法：加大气速；枯燥颗粒；加内部构件；改善分布板。 n大气泡和腾涌n 定义：聚式流化床中，气泡上升途中增至很大甚至于接近床径，使床层被分成数段呈活塞状向上运动，料层到达一定高度后忽然崩裂，颗粒雨淋而下，这种景象称为大气泡和腾涌。n 危害：影响产品的收率和质量；添加了固体

4、颗粒的机械磨损和带出；降低催化剂的运用寿命；床内构件易磨损。n 呵斥缘由：L/D较大；u较大 n 消除方法：床内设内部构件；降低u n 压降：n 当dp/D1/20，L0/D2时，床层压降计算式较准确。n 由式可知：床层处于流化形状时，压降与流化速度无关。 )()1 ()()1 (fsfffsmfmfhghpn流化速度u0 临界流化速度umf 带出速度ut 操作速度u0流化床反响器的构造流化床反响器的构造n流化床反响器类型n按固体颗粒能否在系统内循环分 n 1单器流化床n 2双器流化床n按床层的外型分 n (1)圆筒形 n (2)圆锥形 n按床层中能否置有内部构件分n (1)自在床 n (2)

5、限制床 n按反响器内层数的多少分n (1)单层 n (2)多层 n 工业消费中常见流化床反响器方式n 工业消费中常见流化床反响器方式n 工业消费中常见流化床反响器方式n流化床反响器构造反响器主体扩展段分别段浓相段锥底 锥底：普通锥角为90或60 作用：对进入气体起预分布作用、卸催化剂。 床层浓相段：床高与催化剂的装填量、气速有关，是反响器的有效体积。通常催化剂填充层的静止高度与流化床直径的比值很少超越1，普通接近于1。 分别段 扩展段n流化床反响器构造 包括气体预分布器和气体分布板。其作用是使气体均匀分布，以构成良好的初始流化条件，同时支承固体颗粒。以下为常见气体分布板方式： 凹型筛孔板 单个直孔泡帽 气体分布安装：泡帽侧缝分布板 泡帽侧孔分布板 气体分布安装：条形侧缝分布板直孔泡帽分布板直孔筛板锥型侧缝分布板锥型侧孔分布板锥型侧缝分布板 气体预分布器同心圆锥壳式分布器帽式分布器充填式分布器开口式分布器弯管式分布器 气体预分布器 包括档网、档板和填充物等。 作用：破碎气体在床层中产生的大气泡，增大g-s相间的接触时机，减少返混，从而添加反响速度和提高转化率。 外旋挡板 内部构件：多旋挡板内旋挡板 内部构件： 间接换热 列管式 单管式 套管式 换热方式 管束式 鼠笼式 蛇管式 直接换热直接向床内