应用化工技术专业《流化床反应器的分类》

流化床反响器的分类1固体颗粒是否在系统内循环分为非循环操作的流化床〔单器［和循环操作的流化床其结构如图2-11〔双器〕。单器流化床在工业上应用最为广泛，多用于催化剂使用寿命较长的气固催化反响过程，如丙烯氨化氧化反响器、乙烯氧化反响器和蔡氧化制苯酐反响器等，其结构如图2一8,图2—9、2-10。双器流化床多用于催化剂寿命较短容易再生的气固催化反响过程，如石油加工过程中的催化裂化装置，采用硅铝催化剂完成反响，其结构如图3—10。重油在催化剂上裂解获得轻质油和气态烃，同时发生结焦反响，这些焦炭沉积在催化剂的外表，使得催化剂失去活性，催化裂化过程不能继续，必须将沉积在催化剂外表上的焦炭烧去，此烧焦过程在再生器中进行，焦炭燃烧时放出的热量加热了催化剂颗粒，再生后的催化剂带着显热为裂化过程提供所需的热量。催化剂在反响器和再生器间循环，是靠控制两器的密度差形成压差实现的。催化剂在两器间的定量定也完成了催化焦的连续操作三器间的定量定也完成了催化焦的连续操作三级旋风 —际由气体出口反响和再生烧过程。&三级料腿一二级料腿一一吸料腿一冷却水管「-气体分散管4气体分布板一空气入口图2-8丙烯氨化氧化反响器图2-9乙烯氧化反响器图2-10蔡氧化反响器原料油与雾化蒸气进口图2-11催化裂化反响装置〔双器流化床）反应产物—油热油新催化制加料口乙焕反应产物—油热油新催化制加料口乙焕醋酸混合气图2-12乙炔与醋酸合成醋酸乙烯反响器诽料燃烧空气―空气预热诽料燃烧空气―空气预热进料预热图2-13石灰石锻烧炉2床层外形分为圆筒形和圆锥形流化床。圆筒形流化床反响器如图2—9所示，结构简单，制造容易，设备容积利用率高。圆锥形流化床如图2-12所示，结构比拟复杂，制造比拟困难，设备利用率较低，但因为其截面自下而上逐渐扩大，所以也具有很多优点：〔1〕适用于催化剂粒度分布较宽的体系，由于圆锥床底部速度大，可保证较大颗粒的流化，防止了分布板上的阻塞现象，而上部速度低，可减少小颗粒的夹带，也减轻了气固别离设备的负荷。对于低速操作的工艺过程可获得较好的流化质量。〔2〕圆锥形床层底部气体和固体颗粒的剧烈湍动，可使气体分布均匀，因而可大大简化气体分布板的设计。〔3〕圆锥形床层底部气体和固体颗粒的剧烈湍动可强化传热，对于反响速率快和热效应大的反响，可使反响不致过分集中在底部，减少底部过热、堵塞和烧结现象。〔4〕适用于气体体积增大的反响过程，气体在床层中上升，随着静压力的减小，体积会相应增大，采用锥形床选择一定的锥角，可适应这种气体体积增大的特点，使流化更趋于平稳。3反响器层数可分为单层和多层流化床，气固催化反响主要采用单层流化床，床中催化剂单层放置，床层温度、粒度分布和气体浓度都趋于均一。当过程对温度和浓度的分布有特别的要求或对热能的回收有较高的要求时，就要采用多层流化床。如图2-13，用于石灰石焙烧的多层流化床，气流自下而上通过床层，流态化的固体颗粒那么沿溢流管从上而下依次流过各层分布板，上部三层为预热段，第一、二、三层温度分别为500°C、730°C和850°C。第四层为煅烧室，其中温度高达1015C，热量靠喷入的燃料油燃烧提供。底层为空气预热段，也是石灰冷却段，温度约360C。4床层中是否设置内部构件分为自由床和限制床，床中不专门设置内部构件以限制气体和固体的流动的称为自由床，反之那么称为限制床。设置内部构件可增进气固接触效率，减少气体返混，改善气体的停留时间分布，提高床层稳定性，从而使高床层和高流速称为可能，许多流化床反响器都采用挡网、挡板等作为内部构件。5是否催化反响可分为气固催化流化床反响器和气固非催化反响器两种。反响过程使用催化剂，以一定的流动速度使催化剂颗粒呈悬浮湍动，此类反响的设备为气固相流化床