化工中常见三种反应器

化工生产中常见的反应器药物工程系石化（03）班姚春飞二零一一年十二月七日固定床反应器定义：又称填充床反应器，装填有固体催化剂或固体反应物用以实现多相反应过程的一种反应器。固体物通常呈颗粒状，粒径2～15mm左右,堆积成一定高度（或厚度）的床层。床层静止不动，流体通过床层进行反应。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。多相反应过程的一种反应器。固体物通常呈颗粒状，粒径2～15mm左右,堆积成一定高度（或厚度）的床层。床层静止不动，流体通过床层进行反应。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、烃类蒸汽转化炉等特征：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催化剂机械损耗小。③结构简单。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。②操作过程中催化剂不能更换。应用:基本化学（烃类水蒸气转化、一氧化碳变换、氨合成甲醇合成）石油化工工业（催化重整加氢、脱烷基异构化）流化床反应器简介：流化床反应器是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，又称沸腾床反应器结构：流化床反应器的结构有两种形式：①有固体物料连续进料和出料装置，用于固相加工过程或催化剂迅速失活的流体相加工过程。例如催化裂化过程，催化剂在几分钟内即显著失活，须用上述装置不断予以分离后进行再生。②无固体物料连续进料和出料装置，用于固体颗粒性状在相当长时间（如半年或一年）内，不发生明显变化的反应过程。优缺点：优点：①可以实现固体物料的连续输入和输出；②流体和颗粒的运动使床层具有良好的传热性能，床层内部温度均匀，而且易于控制，特别适用于强放热反应；③便于进行催化剂的连续再生和循环操作，适于催化剂失活速率高的过程的进行，缺点：①由于固体颗粒和气泡在连续流动过程中的剧烈循环和搅动，无论气相或固相都存在着相当广的停留时间分布，导致不适当的产品分布，阵低了目的产物的收率；②反应物以气泡形式通过床层，减少了气-固相之间的接触机会，降低了反应转化率；③由于固体催化剂在流动过程中的剧烈撞击和摩擦，使催化剂加速粉化，加上床层顶部气泡的爆裂和高速运动、大量细粒催化剂的带出，造成明显的催化剂流失；④床层内的复杂流体力学、传递现象，使过程处于非定常条件下，难以揭示其统一的规律，也难以脱离经验放大。应用：YLH厌氧流化床反应器是一种高效的生物膜处理器。它是利用砂等大比表面的物质为载体。厌氧微生物以生物膜形式结在砂或其他载体的表面，在污水中成流动状态，微生物与污水中有机物进行接触吸附分解有机物，从而达到处理目的。石油馏分催化流化床裂化的迅速发展就是这一方面的典型例子。膜生物反应器简介：膜-生物反应器为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池，在生物反应器中保持高活性污泥浓度，提高生物处理有机负荷，从而减少污水处理设施占地面积，并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。主要利用沉浸于好氧生物池内之膜分离设备截留槽内的活性污泥与大分子有机物。膜生物反应器系统内活性污泥（MLSS）浓度可提升至8000~10,000mg/L，甚至更高；污泥龄(SRT)可延长至30天以上。物，可实现对污水深度净化，同时硝化菌在系统内能充分繁殖，其硝化效果明显，对深度除磷脱氮提供可能。优缺点：优点：操作维护更容易，成本更低原先程序复杂，池体与机械众多，人员操作技术性与复杂度高。所需人力多。由MBR池取代后，反洗由PLC自动控制。化学洗程序单纯，各组分别实施。人员操作管理极容易。缺点：设置成本池体多、机械多由原有沉淀池体空间运用。耗材由于机械众多，复杂，耗材数量大。也必须活化或更新活性炭。机械数量少，形式单纯。应用:高浓度事业废水(各类饮料工厂、酒厂、食品厂、畜牧、屠宰废水处理、皮革、纸浆厂)市政民生污水中水回用