氣固相接觸催化反應(yīng)是將反應(yīng)原料的氣態(tài)混合物在一定的溫度、壓力下通過固體催化劑而完成的。這類反應(yīng)方式在工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用,它一般都采用連續(xù)操作的方式。這類反應(yīng)器設(shè)計(jì)的主要問題是傳熱和催化劑的裝卸。這類反應(yīng)器主要有三種類型,即絕熱固定床反應(yīng)器、列管固定床反應(yīng)器和流化床反應(yīng)器。
列管式固定床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)類型很多,zui簡單的結(jié)構(gòu)類似于單程列管式換熱器,催化劑放在列管內(nèi),載熱體在管外進(jìn)行冷卻或加熱。對于放熱反應(yīng),可以用熔鹽或其它載熱體將熱效應(yīng)移出。熱的載熱體經(jīng)廢熱鍋爐降溫后再返回列管反應(yīng)器,廢熱鍋爐吸收熱量后可產(chǎn)生0.6~2.0MPa的水蒸汽。熔鹽是等分子比硝酸鉀和亞硝酸鈉的混合物,熔點(diǎn)141℃,可在147~540℃操作。它的優(yōu)點(diǎn)是比熱和導(dǎo)熱系數(shù)大,傳熱效果好。對于吸熱反應(yīng),根據(jù)所要求的溫度,可以用液態(tài)或蒸汽態(tài)的載熱體進(jìn)行加熱。另外也可以用電熱或用外部管式爐加熱(多段固定床反應(yīng)器)。
流化床主要構(gòu)件是殼體、氣體分布板、熱交換器、催化劑回收裝置。有時(shí)為了減少反向混合并改善流態(tài)化質(zhì)量,還在催化劑床層內(nèi)附加擋板或擋網(wǎng)等內(nèi)部構(gòu)件
流態(tài)化的基本原理是:當(dāng)氣體經(jīng)過分布板以適當(dāng)速度均勻地通過粉狀催化劑床層時(shí),催化劑的顆粒被吹動(dòng),漂浮在氣體中做不規(guī)則的激烈運(yùn)動(dòng),整個(gè)床層類似沸騰的液體一樣,能夠自由運(yùn)動(dòng),所以又叫做沸騰床。
流化床反應(yīng)器的主要優(yōu)點(diǎn)是:采用細(xì)顆粒催化劑有利于反應(yīng)氣體在催化劑微孔中的內(nèi)擴(kuò)散,催化劑表面的利用率高。加強(qiáng)床層的傳熱,床層溫度均勻,可控制在1~3℃的溫度差范圍內(nèi)。便于催化劑的再生和更換。制造費(fèi)用比列管式固定床低得多。廣泛用于空氣氧化、催化裂化等反應(yīng)過程。
流化床的主要缺點(diǎn)是,由于返混作用,對于某些反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和選擇性不如固定床;催化劑容易磨損流失;不能使用表面型顆粒狀催化劑。
氣固相催化反應(yīng)流化床實(shí)驗(yàn)裝置LH-B
1、型號(hào):LH-B。
2、應(yīng)用:加氫、脫氫、氧化、烴化、芳構(gòu)化、氨化等有機(jī)催化反應(yīng)。
3.主要配置:
、預(yù)熱器、計(jì)量泵、風(fēng)機(jī)、氣體轉(zhuǎn)子流量計(jì)、濕式氣體流量計(jì)、溫控儀表、壓力儀表、不銹鋼框架及控制屏。
氣固相催化反應(yīng)(流化床)實(shí)驗(yàn)裝置
1、不銹鋼反應(yīng)器:φ25×650mm。三段加熱,總功率:3KW,zui高使用溫度:6000C,耐壓0.3MPA。
2、預(yù)熱器:φ10×250mm,加熱功率:1KW。
3、催化劑裝載量:10-150ml。
4、氣體轉(zhuǎn)子流量計(jì)量程:0.05-0.5L/min。
5、風(fēng)機(jī):采用HG-370W型空氣旋渦泵;功率:370W;zui大風(fēng)壓:11.76kPa;zui大風(fēng)量:48m3/h。
6、泵的型號(hào)微型隔膜計(jì)量泵;功率:30W;zui大流量:9L/h;沖程頻率:120/minute;吸程:2m。
7、濕式氣體流量計(jì):型號(hào):LML-2,額定流量:0.5m3/h,容積:5L/轉(zhuǎn),精度:±1%。
8、冷凝器:φ40×400mm;氣液分離器:φ50×150mm。
9、各項(xiàng)操作及壓力、流量的顯示、調(diào)節(jié)、控制全在控制屏板面進(jìn)行。
10、框架為不銹鋼材質(zhì),結(jié)構(gòu)緊湊,外形美觀,流程簡單、操作方便。
11、外形尺寸:1600×600×1800mm。