《反应设备》PPT课件

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1、第九章反应设备第一节、概述目录第二节、机械搅拌反应器第三节、机械搅拌设备技术进展概况反应设备是过程工业的核心设备之一前处理：进入反应设备后，原料需要经过一系列的预处理，如混合、加热、灭菌等，以达到进入反应器的要求该过程统称为前处理。后处理：反应产物同样需要经过分离、提纯等该过程统称为后处理二、常见反应器的特点一、反应器分类第一节概述化学反应器分类按物料相态：均相反应器、非均相反应器；按操作方式：间歇式、连续式、半连续式按物料流动状态：活塞流型、全混流型按设备结构分：搅拌釜式、管式、固定床、流化床式一、反应器分类生物反应器分类按反应器的操作方式：间

2、歇操作、连续操作、半连续操作式按输入搅拌器的能量方式：机械方式输入、气体喷射输入式根据反应物系在反应器内的流动状态：活塞流反应器、全混流式按反应器结构特征：机械搅拌式、气升式、流化床、固定床式。机械搅拌式反应器这种反应器可用于均相反应，也可用于多相反应，可以间歇操作，也可以连续操作。管式反应器结构简单，制造方便。用于连续生产，也可用于间歇操作，反应物不返混，可在高温高压下操作。固定床反应器三种基本形式:轴向绝热式、径向绝热式、列管式。缺点是：床层的温度分布不均匀。二、常见反应器的特点固定床反应器简介固定床反应器又称填充床反应器，装填有固体催化剂或

3、固体反应物用以实现多相反应过程的一种反应器。固定床反应器的特点在于：床层静止不动，流体通过床层进行反应特征：反应器内填充有固定不动的固体颗粒。可以是催化剂，也可以是固体反应物适用于气固催化反应，固相加工反应，应用非常广泛区别：它与流化床反应器及移动床反应器的区别在于固体颗粒处于静止状态。固定床反应器主要用于实现气固相催化反应，如氨合成塔、二氧化硫接触氧化器、烃类蒸汽转化炉等用于气固相或液固相非催化反应时，床层则填装固体反应物。湍流床反应器也可归属于固定床反应器，气、液相并流向下通过床层，呈气液固相接触。固定床反应器分类根据换热方式不同,可分为三种

4、基本型式：①轴向换热式固定床反应器(右图)结构型式类似于列管式换热器，流体沿轴向自上而下流经床层，床层同外界无热交换管内装填催化剂，反应物料自上而下通过床层；管间为载热体，与管内物料进行换热，以维持所需的温度条件。②绝热式固定床反应器流体沿径向流过床层，可采用离心流动（右图）或向心流动，床层同外界无热交换结构简单，造价低廉径向反应器与轴向反应器相比，流体流动的距离较短，流道截面积较大,流体的压力降较小绝热式固定床反应器径向反应器的结构较轴向反应器复杂以上两种形式都属绝热反应器，适用于反应热效应不大，或催化剂对温度要求不高的反应，或反应系统能承受绝

5、热条件下由反应热效应引起的温度变化的场合绝热式固定床反应器③列管式固定床反应器（如右图）由多根反应管并联构成管内或管间置催化剂，载热体流经管间或管内进行加热或冷却，管径通常在25～50mm之间，管数可多达上万根列管式固定床反应器适用于反应热效应较大的反应。列管式固定床反应器列管式固定床反应器有时也可称为自热式固定床反应器特点：以冷的原料作为载热体，使冷原料本身预热到反应所需的温度然后进入床层进行反应使用前提：放热反应，热量大致平衡自热式固定床反应器固定床反应器的优点：①返混小，流体同催化剂可进行有效接触当反应伴有串联副反应时可得较高选择性②催化剂

6、机械损耗小③结构简单。固定床反应器的缺点：①传热差，反应放热量很大时，即使是列管式反应器也可能出现飞温（反应温度失去控制，急剧上升，超过允许范围）②操作过程中催化剂不能更换，催化剂需要频繁再生的反应一般不宜使用常代之以流化床反应器或移动床反应器移动床反应器固体和流体的停留时间可以在较大范围内改变，固体和流体的运动接近活塞流，返混较少。流化床反应器最大优点：传热面积大、传热系数高和传热效果好。缺点：反应器内物料返混大，离子磨损严重；要有回收和集尘装置；内构件比较复杂；操作要求高等。流化床反应器简介气体在一定的流速范围内，将堆成一定厚度(床层)的催化

7、剂或物料的固体细粒强烈搅动使之象沸腾的液体一样并具有液体的一些特性，如对器壁有流体压力的作用、能溢流和具有粘度等，此种操作状况称为“流化床”流化床反应器是工业上使用较广泛的一种反应器适用于流-固或气-液-固催化或非催化反应系统在流化床中，固体粒子可以象流体一样进行流动，这种现象就是所谓的流态化流化床反应器流化床反应器定义：一种利用气体或液体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态，并进行气固相反应过程或液固相反应过程的反应器在用于气-固系统时，又称沸腾床反应器。流化床反应器沸腾床反应器：气体在由固体物料或催化剂构成的沸腾床层内进行化学反应的设

8、备，称为“沸腾床反应器”分类：按应用可分为两类：一类的加工对象主要是固体,如矿石的焙烧,称为固相加工过程；另一类的加工对象主要是流体，如