流化床反应器

流化床反应器基本概念-流态化当流动的液体或气体通过固体颗粒时，在适当的流速下，颗粒会被托起并做随机运动，运动的固体颗粒与流体所组成的体系具有流体的某些特征，这种现象称为固体的流态化。相应的床层称流化床。基本概念-流态化的各种形式基本概念-流化床反应器流化床反应器是将流态化技术应用于流（通常指气体）、固相化学反应的设备有气-固相流化床催化反应器和气-固相流化床非催化反应器两种以一定的流动速度使固体催化剂颗粒呈悬浮湍动，并在催化剂作用下进行化学反应的设备称为气-固相流化床催化反应器（常简称为流化床），它是气-固相催化反应常用的一种反应器而在气-固相流化床非催化反应器中，是原料气直接与悬浮湍动的固体原料发生化学反应。过程原理过程原理过程原理典型装置壳体气体分布装置换热器内部构件催化剂的加入与卸出装置气固分离装置流化床反应器的相关参数流化过程床层压降变化小颗粒大颗粒临界流化速度（起始流化速度，也称最低流化速度）：颗粒层由固定床转化为流化床时流体的表现速度。mfuffppmfgdu1650)(2)20(eR)1000(eRffppmfgdu5.24)(206.088.094.082.1)(00923.0fffppmfdum/s式中只适用于Re10,即较细颗粒。经验公式气泡上升速度流化床单个气泡的上升速度：21)(711.0ebrgdu在实际床层中，出现成群上升的气泡时，上升速度一般用下式计算：21)(711.0emfbrgduuu为气泡的当量直径是与球形顶盖气泡体积相等的球形直径，单位为m。brued颗粒带出速度：流化床中流体速度的上限，流体对粒子的曳力与粒子的重力相等，粒子将被气流带走。tu21)(34Dffpptgdu对于球形颗粒等速沉降时，可得出下式：mmffmfmffLLR)11(和为临界状态和实际操作条件下床层的平均密度。mfm流化床的膨胀比：流化床的体积与起始流化时床层体积之比。21Re10tD43.0Dffptgdu18)(2pfffptdgu3/122)(22542/1)(1.3ffpptgdu)4.0(Ret)500Re4.0(t)10*2Re500(5tD阻力系数，是的函数。fftpeuudRt式中对球形粒子：分别代入得：21Re10tD对于非球形粒子,可用非对应的经验公式计算，或者查阅相应的图表流化床反应器的工艺计算确定床高床径，内部构件最后计算压力降首先选型（1）选型：主要应根据工艺过程特点来考虑，即化学反应特点、颗粒或催化剂的特性、对产品的要求即生成规模。5210013.1273360041pTuDQRupTQupTQDR982800132.4360027310013.145—气体的体积流量,—反应器直径,—反应器的绝对温度(K)和绝对压力(Pa)—以T、p计的表观气流,（2）流化床的直径：Qhm/3RDmpT,usm/流化床反应器的工艺计算(3)流化床的床高：fLmffRLL①临界流化床高②流化床高mfL)1(42mfPRFmfDWL（4）流化床的压降：𝛥𝑝=𝐿𝑚𝑓1−𝜀𝑚𝑓𝜌𝑝−𝜌𝑔颗粒开始流化时的床层空隙率颗粒密度，kg/m3流体密度，kg/m3𝜀𝑚𝑓𝜌𝑝𝜌流化床反应器的应用整个床层温度均匀，适用于温度范围要求窄的催化反应；内扩散对反应过程可忽略，可使用小粒度催化剂；固体颗粒可流动，适用于催化剂连续再生。石油催化裂化，丙烯-氮氧化制丙烯腈，萘氧化制邻苯二甲酸酐，煤燃烧与转化，金属提取和加工等方面实例丁烯氧化脱氢制丁二烯原料反应气体预先按比例混合，通过流化床反应器，与反应器中的固体催化剂充分接触，最后生成产物气体，从流化床上端排出。