固定床反应器PPT精选文档.ppt

第六章固定床反应器1.定义：凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置。固体催化剂颗粒堆积起来所形成的固定床层静止不动，气体反应物自上而下流过床层，进行反应的装置称作固定床反应器。对外换热式反应器固定床反应器二、固定床反应器的优缺点固定床反应器的优缺点三、固定床反应器类型固定床反应器类型原料气固定床反应器类型固定床反应器类型固定床反应器类型固定床反应器类型固定床反应器类型间接换热原料冷激非原料冷激多段固定床绝热反应器固定床反应器类型固定床反应器类型固定床反应器类型固定床反应器类型列管式固定床反应器固定床反应器类型固定床反应器类型固定床反应器类型四、传热介质传热介质固定床反应器的分类二、固定床反应器的优缺点固定床反应器的优缺点原料气间接换热原料冷激非原料冷激多段固定床绝热反应器固定床反应器类型列管式固定床反应器固定床反应器类型固定床反应器类型6.2固定床的传递特性6.2固定床中的传递过程一、颗粒直径的表示方法1、表示方法体积相当直径面积相当直径比表面相当直径(1)描述颗粒形状②颗粒的比表面积a例1边长为L=4mm的正方体颗粒求：dv,ds,da,ψ,a解：②dv,ds,da三者关系da≤dv≤ds混合颗粒的特性参数(1)颗粒的筛分尺寸标准筛：有不同的系列，常用泰勒标准筛。筛号(目数)：每英寸长度筛网上的筛孔数目；筛过量：通过筛孔的颗粒量；筛余量：截留于筛面上的颗粒量。①颗粒的筛分尺寸②颗粒群的等比表面积当量直径②影响床层空隙率的因素（a）装填方法：干装湿装非球形颗粒的形状系数二、床层空隙率颗粒视密度又称颗粒密度。即单个颗粒的密度。若单个催化剂颗粒质量为m，颗粒体积为V粒，则视密度ρp=m/V粒固定床的空隙率是颗粒物料层中颗粒间自由体积与整个床层体积之比，它是固定床的重要特性之一。空隙率对流体通过床层的压力降、床层的传热都有重大的影响。6-9填充床的空隙率三、固定床的当量直径2、床层当量直径3、固定床的径向流速分布6.2.2床层压降修正雷诺数：Rem<10，层流，上式中右边第二项可忽略；Rem>1000，湍流，上式中右边第一项可忽略。式中：dp——体积相当直径；——质量流速。fm和n可由图6-11查取。图6-11固定床的摩擦系数推导>>在化工原理中：影响固定床压力降的因素床层直径与颗粒直径之比dt/ds<8时应考虑壁效应对固定床压力降的影响。用下列关联式：床层压降计算例：在内径为50mm的管内装有4m高的催化剂层，催化剂的粒度分布如下表。催化剂为球体，空隙率B＝0.44。在反应条件下的气体密度=2.46kg/m3，粘度=2.310-5kg/(ms)，气体的质量流速G=6.2kg/(m2s)。求床层压降。一、颗粒直径的表示方法1、表示方法体积相当直径面积相当直径比表面相当直径颗粒床层的特性3、固定床的径向流速分布颗粒视密度又称颗粒密度。即单个颗粒的密度。若单个催化剂颗粒质量为m，颗粒体积为V粒，则视密度ρp=m/V粒固定床的空隙率是颗粒物料层中颗粒间自由体积与整个床层体积之比，它是固定床的重要特性之一。空隙率对流体通过床层的压力降、床层的传热都有重大的影响。修正雷诺数：影响固定床压力降的因素床层压降计算例：在内径为50mm的管内装有4m高的催化剂层，催化剂的粒度分布如下表。催化剂为球体，空隙率B＝0.44。在反应条件下的气体密度=2.46kg/m3，粘度=2.310-5kg/(ms)，气体的质量流速G=6.2kg/(m2s)。求床层压降。例:在充填直径为9mm,高为7mm的圆柱形铁铬催化剂的固定床反应器中，在0.6865MPa下进行水煤气变换反应。反应气体的平均相对分子量为18.96，质量速度（按空床计算）为0.936kg/(s.m2)。设床层的平均温度为689K，反应气体的黏度为2.5×10-5Pa.s。已知催化剂的颗粒密度和床层的堆密度分别为2000kg/m3及1400kg/m3，L=1m。试计算单位床层高度的压力降。解：由题意知床层空隙率为代入厄根(Ergun)方程：小结：固定床的优缺点固定床的分类基本概念颗粒直径的表示方法颗粒的形状系数混合颗粒的平均直径床层空隙率床层比表面积床层当量直径固定床的径向流速分布床层压降厄根(Ergun)方程修正雷诺数影响固定床压力降的因素固定床中的传热颗粒与流体间传热系数6.2.3固定床中的传热固定床的径向传热方式一、颗粒与流体间传热系数计算传热系数的经验公式有很多，可从有关文献或工具书中查取。应用时要注意公式规定的特性尺寸、特性温度和适用范围。床层空隙的辐射给热系数：hrv颗粒的辐射给热系数：当颗粒直径甚小，床层温度不是很高，以及含有液体时，空隙和颗粒的辐射传热可忽略，床层空隙和颗粒对传热的贡献可简化为：三、床层与器壁间的给热系数h0一维模型中，床层与器壁间