固定床的特点
反应器分类及特点
反应器分类及特点在化工、生物和医药等领域，反应器是实现化学反应的重要设备之一。
根据不同的分类标准，反应器可以分为多种类型。
以下是几种常见的反应器及其特点：1.固定床反应器固定床反应器是一种常见的反应器类型，其特点是在反应器中装填一定量的固体催化剂或固定床催化剂，使反应在催化剂表面进行。
这种反应器的优点是操作简单、催化剂活性高、选择性好，适用于小规模、高附加值的化工生产。
但是，固定床反应器的缺点是催化剂使用寿命有限，需要定期更换或再生。
2.活动床反应器活动床反应器是一种动态反应器，其特点是催化剂在反应器内处于运动状态。
这种反应器的优点是可以根据需要随时更换催化剂，并且可以通过控制催化剂的移动速度来优化反应过程。
但是，活动床反应器的缺点是需要复杂的机械传动系统和密封装置，维护成本较高。
3.流化床反应器流化床反应器是一种高效、大规模的反应器类型，其特点是在反应器中装填一定量的固体颗粒，使反应在颗粒表面进行。
这种反应器的优点是可以实现连续操作、生产能力大、催化剂使用寿命长等。
但是，流化床反应器的缺点是对于某些反应过程控制难度较大，可能会存在局部过热或反应不均匀等问题。
4.膜反应器膜反应器是一种新型的反应器类型，其特点是在反应器中装填一定量的膜材料，使反应在膜表面进行。
这种反应器的优点是可以实现分离和反应两个过程的集成，具有高效、环保等优点。
但是，膜反应器的缺点是膜材料的选择和控制难度较大，需要解决膜堵塞和污染等问题。
5.光敏反应器光敏反应器是一种利用光能激发化学反应的反应器类型，其特点是在反应器中引入光源和光敏剂等元素，通过光能激发化学反应。
这种反应器的优点是可以实现选择性高、条件温和的反应过程。
但是，光敏反应器的缺点是需要精密的光学系统和控制系统，维护成本较高。
6.电化学反应器电化学反应器是一种利用电能实现化学反应的反应器类型，其特点是在反应器中引入电极和电解质等元素，通过电能激发化学反应。
这种反应器的优点是可以实现条件温和、环境友好的化学过程。
固定床移动床的特点
固定床移动床的特点固定床：固定床反应器又称填充床反应器，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。
涓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。
1、分类固定床反应器有三种基本形式：①轴向绝热式固定床反应器。
流体沿轴向自上而下流经床层，床层同外界无热交换。
②径向绝热式固定床反应器。
流体沿径向流过床层，可采用离心流动或向心流动，床层同外界无热交换。
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。
但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,或反应系统能承受绝热条件下由反应热效应引起的温度变化的场合。
③列管式固定床反应器。
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。
此外，尚有由上述基本形式串联组合而成的反应器，称为多级固定床反应器。
例如：当反应热效应大或需分段控制温度时，可将多个绝热反应器串联成多级绝热式固定床反应器,反应器之间设换热器或补充物料以调节温度，以便在接近于最佳温度条件下操作。
2、特点固定床反应器的优点是：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。
固定床反应器的缺点是：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）。
塔式反应器工作原理
塔式反应器工作原理
塔式反应器主要有固定床和流动床两种。
其主要特点是设备简单，操作方便，反应产物和催化剂分离容易，原料转化率高。
但反应器高度大，传热效率低，气体和液体的混合效果不好。
对于这类反应，可采用搅拌式反应器，包括轴向搅拌桨、螺旋桨等。
一、固定床
固定床主要用于热态的化学反应和热态的传热过程，是一种连续床反应器。
它是利用热空气作为加热气体来实现化学反应，在这种反应器中温度均匀分布在整个床层上。
液体和固体通过搅拌装置分散在热空气中进行反应，在其周围形成一层气体膜以实现传质传热。
二、流动床
流动床主要用于气液相接触反应过程和气液固相接触反应过程，也可用于气固多相混合过程。
流动床具有传质效率高、传热效率高的特点。
由于其内部流道较大，液体在其中的传质效果较好。
因此常被用于反应器类型的前两种类型中。
三、流化床
流化床是一种用液体来代替气体的反应器。
它是利用液体作为反应器内的传热介质以提高化学反应速率和降低反应温度。
— 1 —。
化学反应过程与设备1.2
《化学反应过程与设备》
主讲教师：
化学反应过 程与设备
任务2、气固相反应器的选择
常用的气固相反应器： 固定床反应器 流化床反应器
化学反应过 程与设备
一、固定床反应器的特点结构
（一）固定床反应器的特点 固定床的定义： 凡是流体通过不动的固体物料形成的床层面进行反应的设备都 称为固定床反应器 固定床反应器的优点： ①在化学反应速率较快、在完成同样生产能力时所需要的催化剂 用量和反应器体积较小。 ②气体停留时间可以严格控制，温度分布可以调节，因而有利于 提高化学反应的转化率和选择性。 ③催化剂不易磨损，可以较长时间连续使用。 ④适宜于在高温、高压条件下操作。
化学反应过 程与设备
三、气固相催化反应器的选择
化学反应过 程与设备
二、流化床反应器的特点结构
（一）流化床反应器的特点 优点： 1、2、3、4、5
缺点：
1、2、3 流态化操作总的经济效果是不错的，特别是传热和传质速率快、 床层温度均匀、操作稳定的突出优点，对于热效应很大的大规模生产 过程特别有利。
化学反应过 程与设备
二、流化床反应器的特点结构
化学反应过 程与设备
一、固定床反应器的特点结构
（二）固定床反应器的类型与结构 中间间接换热式： 作用： 间接换热式是用热交换器使冷、热流体通过管壁进行热交换
冷激式：
冷激用的冷流体如果是尚未反应的原料气，称为原料气冷激式； 冷激用的冷流体如果是非关键组分的反应物，称为非原料气冷激
化学反应过 程与设备
固定床反应器虽有缺点，但可在结构和操作方面做出改进，且其 优点是主要的。因此，在化学工业中得到了广泛的应用。
化学反应过 程与设备
一、固定床反应器的特点结构
固定床、移动床、流化床反应器区别详解
固定床、移动床、流化床反应器，这三种反应器被誉为是工业生产中不可或缺的重要设备。
它们虽然都是制造工业生产中的设备，但它们各有所长，各有其优缺点。
一、首先，“床”指的是什么？大量固体颗粒堆积在一起，便形成了具有一定高度的颗粒床层，这就是名称里的"床"。
这些固体颗粒可以是反应物，也可以是催化剂。
二、如何区分固定床、移动床、流化床反应器如果这个颗粒床层是固定不动的，就叫固定床。
如果这个颗粒床层是整体移动的，固体颗粒自顶部连续加入，又从底部卸出，颗粒相互之间没有相对运动，而是以一个整体的状态移动，叫做移动床。
当流体（气体或液体）通过颗粒床层时，进行反应。
如果将流体通过床层的速度提高到一定数值，固体颗粒已经不能维持不变的状态，全部悬浮于流体之中，固体颗粒之间进行的是无规则运动，整个固体颗粒的床层，可以像流体一样流动，这即是流动床。
下面，小七为大家详细的介绍这三种反应器。
三、固定床反应器又称填充床反应器，内部装填有固体催化剂或固体反应物，以实现多相反应。
固体物通常呈颗粒状，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。
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。
涓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。
1、优点•催化剂机械磨损小。
•床层内流体的流动接近于平推流，与返混式的反应器相比，可用较少量的催化剂和较小的反应器容积来获得较大的生产能力。
•由于停留时间可以严格控制，温度分布可以适当调节，因此特别有利于达到高的选择性和转化率。
•可在高温高压下操作。
2、缺点•固定床中的传热较差。
•催化剂的再生、更换均不方便，催化剂的更换必须停产进行。
•不能使用细粒催化剂，但固定床反应器中的催化剂不限于颗粒状，网状催化剂早已应用于工业上。
目前，蜂窝状、纤维状催化剂也已被广泛使用。
固定床、流化床、移动床、浆态床比较
四种反应器形式比较一、固定床反应器（一）概念凡是流体通过不动的固体物料形成的床层面进行反应的设备都称为固定床反应器。
而其中尤以利用气态的反应物料，通过由固体催化剂所构成的床层进行反应的气固相催化反应器在化工生产中应用最为广泛。
例如石油炼制工业中的加氢裂化、歧化、异构化、加氢精制等；无机化学工业中的合成氨、硫酸、天然气转化等；有机化学工业中的乙烯氧化制环氧乙烷、乙烯水合制乙醇、乙苯脱氧制苯乙烯、苯加氢制环己烷等。
（二）特点结构简单、操作稳定、便于控制、易实现大型化和连续化生产等优点，是现代化工和反应中应用很广泛的反应器。
1、优点主要表现在以下几个方面：1）在生产操作中，除床层极薄和气体流速很低的特殊情况外，床层内气体的流动皆可看成是理想置换流动，因此在化学反应速度较快，在完成同样生产能力时，所需要的催化剂用量和反应器体积较小。
2）气体停留时间可以严格控制，温度分布可以调节，因而有利于提高化学反应的转化率和选择性。
3）催化剂不易磨损，可以较长时间连续使用。
4）适宜于高温高压条件下操作。
2、由于固体催化剂在床层中静止不动，相应地产生一些缺点：1）催化剂载体往往导热性不良，气体流速受压降限制又不能太大，导致床层中传热性能较差，也给温度控制带来困难。
对于放热反应，在换热式反应器的入口处，因为反应物浓度较高，反应速度较快，放出的热量往往来不及移走，而使物料温度升高，这又促使反应以更快的速度进行，放出更多的热量，物料温度继续升高，直到反应物浓度降低，反应速度减慢，传热速度超过了反应速度时，温度才逐渐下降。
所以在放热反应时，通常在换热式反应器的轴向存在一个最高的温度点，称为“热点”。
如设计或操作不当，则在强放热反应时，床内热点温度会超过工艺允许的最高温度，甚至失去控制而出现“飞温”。
此时，对反应的选择性、催化剂的活性和寿命、设备的强度等均极不利。
2）不能使用细粒催化剂，否则流体阻力增大，破坏了正常操作，所以催化剂的活性内表面得不到充分利用。
各种反应器特点优缺点及应用
各种反应器特点优缺点及应用反应器是化学工程中用于进行化学反应的设备。
根据不同的反应类型、工艺要求和操作条件，不同类型的反应器具有不同的特点、优缺点和应用。
下面将简要介绍几种常见的反应器及其特点、优缺点和应用。
1.批量反应器批量反应器是最简单的一种反应器，适用于小规模生产和常规实验室反应。
其特点如下：-特点：操作简单，投料灵活，适用于多种反应类型；-优点：可以实现灵活的反应过程控制，易于升级和调整；-缺点：反应过程中温度、压力和混合程度可能不均匀，反应时间较长，生产周期较长；-应用：广泛应用于实验室研究和小规模生产中，例如有机合成、催化反应等。
2.连续流动反应器连续流动反应器是在反应物连续流动的条件下进行反应的反应器，其特点如下：-特点：反应物连续流动，反应发生在管道或管束中，进出料稳定；-优点：反应时间短，反应物浓度稳定，产物纯度高，废液排放量少，能耗较低；-缺点：操作条件相对复杂，设备成本较高，不适用于反应物稳定性较差的反应；-应用：广泛应用于底物稳定性较好的化学反应，如合成化学和催化反应等。
3.管式反应器管式反应器是一种连续流动反应器，具有管状结构，反应物在管内流动进行反应。
其特点如下：-特点：反应物在直管中流动，具有较大的接触面积和较高的传热效率；-优点：反应时间短，反应速度快，能够实现高温反应和高压反应；-缺点：管内积垢和堵塞的问题较突出，操作不够灵活，难以对反应过程进行调控；-应用：广泛应用于有机合成、聚合反应、氧化反应等。
4.搅拌式反应器搅拌式反应器是一种常见的批量反应器，其特点如下：-特点：反应物在搅拌器的作用下进行混合和反应；-优点：能够实现较好的混合程度，反应均匀，温度、压力和浓度控制相对容易；-缺点：能耗较高，产物分布不均匀，反应速率受到混合效果的影响；-应用：广泛应用于有机合成、聚合反应、酯化反应等。
5.固定床反应器固定床反应器是将催化剂固定在固体床上进行反应的反应器-特点：催化剂固定，反应物流经固体床进行反应；-优点：反应过程相对稳定，操作简单，可以持续生产较长时间；-缺点：反应物质传质受到限制，催化剂活性容易降低，床层温度不易均匀；-应用：广泛应用于催化反应，如重油加氢、氯化反应等。
固定床的特点及应用
蚀，无相变，温度范围200~ 350℃
3.熔盐：温度范围300℃～400℃，由无机熔盐KNO3、NaNO3、NaNO2按
一定比例组成，在一定温度时呈熔融液体，挥发性很小。但高温下渗
透性强，有较强的氧化性。
4.烟道气：适用于600～700℃的高温反应。
32
汽化 效率高 选择性提高
压力高
温度易控 投 资 大 设 备
其中以利用气态物质为反应物料，通过由固体催化剂所构 成的床层进行反应的气固相催化反应器在化工生产中应用最为 广泛。
固定床反应器 - 基本原理
• 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
特点：传热面积大，传热效果 好，易控制催化剂床层温度， 反应速率快，选择性高。 缺点：结构较复杂，设备费用高。 应用：能适用于热效应大的反应。
列管式固定床反应器
二〉换热式固定床反应器
✪列管式固定床反应器
热效应较大，不宜采用绝热式反应器，可采用换热式固定床反
应器。此设备如同列管式换热器，又称为列管式固定床反应器。
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。涓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。
• 涓流床反应器，是固流床三相反应器之一。指在反应器中，气液成逆 流或气液向下并流，液体以薄膜形式与气体接触的三相床反应器。液 体流为非连续相由上而下流动。用于石油产品的加氢脱硫、脱氮、脱 钒、脱金属和加氢裂化，丙烯水合和废水处理等过程。滴流床的优点 是接触时间分布较窄，且可在进入反应区前脱除毒物。床内流动接近 平推流可获得高转化率；荷液量低，可减少加氢脱硫时油品热裂解， 缺点是低液流速率，液体与催化剂的比例较低，可能形成局部的温度 与浓度梯度，甚至不完全润湿，影响反应效果；径向传热差，易于局 部过热而导致失活；在催化剂颗粒较大、反应速率较快时，内扩散影 响会导致有效系数低落；长期操作中，积炭、污垢等会使催化剂孔口 堵塞，影响寿命。
固定床反应器的分类及特点总结
T0 逆流
TC Tf Tf绝热式固定床反应器特点
1.它的结构简单，催化剂均匀堆置于床内，床内没有换 热装置，预热到一定温度的反应物料流过床层进行， 除单层绝热床外，工业上还有用多段的，近代的大型 合成氨反应器采用的是中间冷激的多段绝热床。应用 相当广泛，技术成熟。
2.对大型的，高温的或高压的反应器，希望结构简单， 同样大小的装置内能容纳尽可能多的催化剂以增加生 产能力(少加换热空间)。
3.不过绝热床的温度变化总是比较大的，而温度对反应 结果的影响也是举足轻重的，因此如何取舍，要综合 分析并根据实际情况来决定。此外还应注意到绝热床 的高／径比不宜过大，床层填充务必均匀，并注意气 流的预分布，以保证气流在床层内的均匀分布。
1.3换热式固定床反应器特点
① 传热较好，管内温度较易控制； ② 返混小、选择性较高； ③ 只要增加管数，便可有把握地进行放大； ④ 对于极强的放热反应，还可用同样粒度的惰性
物料来稀释催化剂.
适用 原料成本高，副产物价值低以及分离不是
十分容易的情况。
1.4自热式固定床反应器特点
反应热传递给原料气使之预热到床层进口温度， 不用额外的加热设备。
对自热式反应器，由于床内发生的热量反馈给 原料气，而原料气温度的升高又将导致反应速 率的增加，从而进一步使发热量增加。故某些 参数(如进料温度)的波动有可能使系统不稳定 而出现多重态。另一方面，当某一参数变化到 一定程度时就可能使床层温度迅速升高，这种 现象俗称“飞温”，都是固定床反应器的设计 和操作中所应当注意的。
以上有不当之处，请大家给与批评指正， 谢谢大家！
7
尤以用气态的反应物料通过由固体催化剂所构成的 床层进行反应的气-固相催化反应器占最主要的地 位。
化工反应过程之固定床反应器
化工反应过程之固定床反应器固定床反应器是一种常见的化工反应器，广泛应用于工业生产中的催化反应、气体吸附分离、气体净化等领域。
它的特点是反应物固定在反应器内的催化剂床层上，反应过程中通过流体将反应物质质量传递到催化剂表面进行反应，反应生成物质通过床层离开反应器。
固定床反应器的结构主要由反应器本体、进料管、排料管和反应器床层组成。
反应器本体通常由金属材料制成（如不锈钢），具有良好的发热、承压和耐腐蚀性能。
进料管在反应器底部引入反应物质，排料管则在反应器顶部将反应生成物排出。
床层是固定床反应器的核心部分，通常由催化剂颗粒物质装填而成，具有大的比表面积和较高的孔隙度，以提供足够的反应表面积和反应空间。
固定床反应器在化工生产中具有重要的应用。
首先，它广泛用于催化反应。
在固定床反应器中，催化剂床层有效地提供了反应的活性表面，使得反应速率得以提高。
例如，加氢反应、氧化反应、脱氢反应等都可以使用固定床反应器进行。
其次，固定床反应器也被用于气体吸附分离和气体净化。
吸附剂床层能够吸附特定成分，实现气体组分的分离和纯化。
此外，固定床反应器还适用于颗粒物质的固液分离、固气分离等过程。
固定床反应器的工作原理主要包括质量传递和物质平衡两个方面。
在反应物进入床层前，需要先经过预热区，以使其达到适宜的反应温度。
之后，在床层内发生质量传递过程，即反应物质通过流体传递到催化剂表面，发生化学反应。
在反应过程中，需要保持适宜的温度和压力条件，以提供反应的最佳反应速率和选择性。
反应生成物质则随着流体一起流出固定床反应器。
固定床反应器的优势在于：一、反应物质与催化剂的接触充分，反应效率高；二、催化剂寿命长，催化剂载体不易破碎；三、床层的填料物质易于更换和维护；四、反应器体积相对较小，能够实现高度效能的连续化生产。
然而，固定床反应器也有一些缺点需要克服。
首先，反应床层在长时间运行后会出现积碳、堵塞等现象，需进行定期清洗和更换床层。
其次，固定床反应器对反应物料的物理性质要求较高，如化学性质、颗粒度等。
第6章固定床反应器2
23
6-9填充床的空隙率
床层空隙率εB
球形
圆柱形 不规则
第六章 固定床反应器
1
6 . 1 概述
凡是流体通过固定的固体物料所 形成的床层而进行反应的装置都
水蒸气
乙苯
催化剂
称作固定床反应器。
如：气-固相催化反应器、 气-固相非催化反应器。
测 温 口
产品
6-1乙苯脱氢的绝热床反应器
2
一、固定床反应器的特点 1.固定床反应器的优点是：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。
床层空隙率εB
0.4
0
0.5
1
1.5
2
2.5
2
3.5
4
4.5
5
按混合颗粒的平均直径计算离壁距离
28
空管内 湍流
2
空管内层流
填充层内 气体流动
1
填充层内液体 流动
0
29
6.2.2 床层压降
床层压降是固定床反应器设计的重要参数，要求床层压
降不超过床内压力的15%。
气体流动通过催化剂床层的压力降厄根(Ergun)方程计算式：
B
36
dp 1 u2 将d e、um 代入式 f 中得 dl de 2
' 2 u dp 3(1 B ) (um / B ) 1 B m ' f f 3 dl 2 B d s 2 ds B 2
什么叫固定床-有什么特点
什么叫固定床？有什么特点？
所谓固定床，就是指水在交换床中不断地流过，进行离子交换，而床内树脂层是固定在一个交换器中，一般不将交换剂转移到床体外部进行再生。
固定床工艺有两个特点：①所用树脂量较大，但其利用率低，因为当交换床运行时，只有工作层树脂在工作，其余大部分树脂则经常充当"支撑"作用。
而且当床内树脂需要再生前，其上部树脂已呈失效状态：②固定床的运行不是连续的，而是呈周期性的，从失效到再生合格前这段时间不能供水，所以需要备用供水设施。
从目前情况看，固定床工艺应用时间较长，工艺和技术都比较成熟，而且对水质的适应性强，树脂的损耗也比较小，所以固定床工艺仍旧是目前化学水处理的主要方法。
固定床、气流床、流化床的具体区别
固定床、气流床、流化床的具体区别请高手介绍固定床、气流床、流化床的具体区别-1，是按照什么方式分的？2，各自有什么区别？3，各适用于什么流程？4，有没有什么更好的发展方向？5，th anks！基本代表了三代煤气化技术。
固定床就是床层基本不动或者说缓慢向下移动，一般经历四个不同阶段，用蒸汽、空气（或富氧造气），采用块煤，气化温度较低，生产负荷小，煤气成分复杂，含焦油酚等，废水处理较难。
流化床相对固定床来说，气化剂流速更快，将床层吹起，不断上下浮动，象水沸腾一样。
属第二代煤气化技术，现在锅炉用的比较多，部分制气也有用的如温克勒。
气化床采用纯氧作气化剂，气流速度更快，煤粉或煤浆为原料，被喷头雾化，瞬间经历干馏、燃烧、还原等几个阶段，煤颗粒在被气化的过程中随气体一起流动，因此称气流床。
生产能力更大，气化效率高，目前新上项目大多采用气流床。
固定床气化是块煤从炉顶加入，自上而下经历干燥、干馏、还原、氧化和灰渣层，灰渣最终经灰箱排出炉外；气化剂自下而上经灰渣层预热后进入氧化层和还原层，生成的煤气显热用于煤的干馏和干燥。
流化床气化是气化剂由炉下部吹入，使细粒煤（﹤6mm）在炉内呈并逆流反应，气化剂通过煤粉层，使燃料处于悬浮状态，固体颗粒的运动如沸腾的液体一样，也称沸腾床气化炉。
气流床气化是原料煤（煤粉或水煤浆）由气化剂夹带入炉，进行并流式燃烧和气化反应。
受气化空间的限制，反应时间很短（1～10s），为了弥补反应时间短的缺陷，要求入炉煤粉粒度很细，以保证有足够的反应面积。
并流气化气固相相对速度低，气化反应是朝着反应物浓度低的方向进行，为增大反应推动力，提高反应速度，必须提高反应温度（火焰中心温度在2000℃以上）和反应压力，所以采用液态排渣是并流气化的必然结果。
固定床与流化床特点
固定床反应器与流化床反应器特点基本形式固定床反应器流化床反应器轴向绝热式、径向绝热式、列壳体、气体分布装置、换热管式装置、气—固分离装置、内构件以及催化剂加入和卸出装置等组成主要用于气固相催化反应。
石应用广泛，催化或非催化油炼制工业中的裂化、重整、的气-固、液-固和气-液-固异构化、加氢精制等；无机化反应。
在化工、炼油、冶金、学工业中的合成氨、硫酸、天能源、材料、机械、生化等然气转化等领域都可以见到1、反应速率快，催化剂用量1.采用细分颗粒，并在悬小，反应器体积小；浮状态下与流体接触，2、气体停留时间可以严格流固相界面积大，有利控制，温度分布可以调节，于非均相反应的进行，有利于提高化学反应的转提高了催化剂的利用化率；率；3、催化剂不易磨损，可以较2.由于颗粒在床内混合激长时间连续使用；烈，使颗粒在全床内的4、适宜于高温高压条件下温度和浓度均匀一致，操作床层与内浸换热表面间的传热系数高，全床热容量大，热稳定性高。
3.流化床内的颗粒群有类似流体的性质，可以大量地从装置中移出、引入，并可以在两个流化床之间大量循环；4.流体与颗粒之间传热、传质速率高；5.流态化技术的操作弹性范围宽，单位设备生产能力大，设备结构简单、造价低，符合现代化大生产的需要。
1、催化剂载体往往导热性1、气体流动状态与活塞流不良，床层中传热性能较偏离较大，气流与床层差，操作不当，床内热点颗粒发生返混，以致在温度会超过工艺允许的最床层轴向没有温度差及高温度，甚至失去控制而浓度差，使气固接触不出现“飞温”；良，使反应的转化率降2、不能使用细粒催化剂，否低；则流体阻力增大，破坏了2、催化剂颗粒间相互剧烈应用优点缺点正常操作；碰撞，造成催化剂的损3、催化剂的再生、更换均不失和除尘的困难；方便3、由于固体颗粒的磨蚀作用，管子和容器的磨损严重。
固定床的特点及应用
列管式固列管式固定床反应器
热效应较大，不宜采用绝热式反应器，可采用换热式固定床反
应器。此设备如同列管式换热器，又称为列管式固定床反应器。
固定床的特点及应用
化工091班第4小组
• 一、固定床反应器的大体概述
• 二、固定床反应器的类型与结构
• 三、固定床的传递特性
• 四、固定床反应器的应用
一、固定床反应器的大体概述
大量固体颗粒堆积在一起便形成颗粒床层。静止的颗粒床 层又称为固定床。
凡是流体通过不动的固体物料形成的床层面进行反应的设 备都称为固定床反应器.
甚至失去控制而出现“飞温”。此时，对反应的选择性、催化剂的活性和寿
命、设备的强度等均不利。
因其传热差，反应放热量很大，因此即使是列管 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、不能使用细粒催化剂，否则流体阻力增大，破坏了 正常操作，以致催化剂的活性内表面得不到充分利用。
三〉 固定床的传递特性
• 气体在催化剂颗粒之
原料 催化剂 补充水 蒸汽 调节阀
间的孔隙中流动，较
在管内流动更容易达 到湍流。 • 气体自上而下流过床 层。
产物
固定床反应器的基本单 元组合
固定床反应器内的流体流动
对于这类可逆放热反应过程，通过段间换热形成先高后低的温度变化， 提高转化率和反应速率。
根据段间反应气体的冷却或加热方式，多段绝热 床又分为中间间接换热式和冷激式。
中间间接换热式（如图a、b、c所示） 特点：催化剂床层的温度波动小。 缺点：结构较复杂，催化剂装卸较困难 应用：适用于放热反应 冷激式 特点：反应器结构简单，便于装卸催化剂，内无冷 管，避免由于少数冷管损坏而造成操作影响。催化剂床层 的温度波动小。 缺点：操作要求较高 应用：适用于放热反应，能做成大型催化反应器
固定床、移动床、流化床
固定床：当气体以较小的速度流过固定床时，流动气体的上升阻力不致使颗粒的运动状态发生变化，床高维持不变；床层压降随流速对数增大而增大。
流化床：固体颗粒可以像水等液体一样在设备内有明显的界面，即使设备倾斜，界面仍会保持水平；床层压降不随流速变化（基本不变）。
输送床：固体颗粒在设备内无明显界面；床层压力随流速增大而减小。
流化床和沸腾床可能只是叫法上不同。
流化床，也就是沸腾床，接触面大，传热传质效率高，时空产率高，但返混严重。
需要注意的是不能堵塞气体分布器，堵了很麻烦的。
固定床和移动床比较适合气－气、气－液和液－液反应，床层本身作为[wiki]催化剂[/wiki]，优点是返混小，固相带出少，分离简单。
流化床的床型是设计中很重要的，与反应体系的匹配要求比较高。
此外，操作中的气速、带出量、与配套的旋风等分离设备设计比较严格。
流化床的传热和破汽泡、沟流措施也是研究比较多的。
固定床反应器是一种被广泛采用的多相催化反应器,反应器内填充有固定不动的固体颗粒,可以是固体催化剂也可以是固体反应物.例如管式固定床反应器,管内装催化剂,管内装催化剂,反应物料自上而下通过床层,管间为载热体与管内反应物进行换热,以维持所需的温度条件.此外,固定床反应器也可用于气固及液固非催化反应.沸腾床是流化床的一种,固体在流化床反应器内流动,流体和固体颗粒所构成的床层犹如沸腾的液体. 沸腾床反应器下部设有分布板,板上放固体颗粒,流体自分布板下送入,当流体速度达到一定数值后,固体颗粒开始松动,再增大流速就进入流化状态.反应器内一般设有挡板,换热器,及流体与固体分离装置等内部部件.移动床与固定床相似,不同的是固体颗粒自顶部连续加入,由底部卸出.沸腾床因为固体处于运动状态,反应或传热效果好,但动力消耗大,而且在煤调湿中粉尘携带量大.固定床：固定床反应器又称填充床反应器，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。
固定床列管式的原理和特点
固定床列管式的原理和特点
固定床列管式是一种常用的传热设备，其原理是通过在固定床内流动的介质与固定在床内的列管之间进行传热。
具体原理如下：
1. 介质流动：固定床内的介质（例如气体或液体）通过外部力或重力作用进入设备内部，沿着固定床的方向流动。
2. 传热：介质在流动过程中与固定在床内的列管接触，传递热量。
热量从介质中传递到列管表面。
传热可以通过对流、传导或辐射等方式进行。
3. 增大传热面积：由于列管均匀地固定在床内，介质在流动时能够与多个列管接触，从而增大了传热面积，提高了传热效率。
固定床列管式的特点包括：
1. 传热效率高：由于介质与列管接触面积大，能够充分利用床内的传热面积，因此其传热效率较高。
2. 处理能力大：由于固定床的结构紧凑，列管数量多，能够处理大量的介质。
3. 设计灵活：固定床列管式可以根据不同的工艺需求进行设计，满足不同的应用要求。
4. 清洁方便：列管可以拆卸清洗，方便维护和保养。
5. 压力损失小：由于介质在固定床内的流动路径相对固定，压力损失较小。
总之，固定床列管式的原理是通过固定床内介质与列管之间的接触传热实现热量的传递，具有传热效率高、处理能力大、设计灵活、清洁方便和压力损失小等特点。
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固定床
当气体以较低速度自下而上通过均匀固体颗粒床层时，气体只在静止不动的固体颗粒空隙中穿过，固体颗粒床层的高度基本上维持不变，这样的床层称为固定床。
随着气体流速增大，固体颗粒床层开始松动，固体颗粒的相对位置也在一定区域内调整，床层高度略有增加；如果气体流速继续增大，固体颗粒则完全悬浮在向上流动的气体中，并进行相当不规则的运动；气体流速进一步增大，床层高度将随之增加，固体颗粒的运动更为激烈，但仍停留在床层中，而不被气流所带出，这样的床层称为流化床。
当气体流速继续增大，流化床的上界面消失，固体颗粒分散悬浮在气体中并被气流夹带而离开床层，这样的床层称为气流床，此时，气体通过固体颗粒床层的压力降随气体空塔速度的增大而急剧减小，甚至固体颗粒被气体全部带出。
根据上述原理，形成3种制气技术，即固定床气化、流化床气化和气流床气化。
固定床气化技术的特点是原料煤预处理相对简单，气化炉出口粗煤气组成中甲烷、酚、焦油等杂质含量较高，冷煤气效率高，适合于煤制天然气。
其主要特点如下：
1、粒度分布：5-50mm之间，大于50mm和小于5mm的应小于5%。
2、灰熔点高于120度。
灰和水的总和小于50%。
适合高水分、高灰分含量的低阶煤。
适应高灰、高水、高灰熔融性温度的煤。
3、煤要有一定的热强度和机械强度。
4、煤气中含体积分数10％左右的甲烷比较适合煤制天然气项目，投资也相对较低。
这也是国内多数煤制天然气项目选择鲁奇炉的原因。
5、毎产生1000NM3的甲烷，要产生1.7吨难处理的含酚废水。
其不足之处是：使用块煤、煤气水量大、副产品量少时难以加工利用。
采用加压固定床气化炉的缺点是：
1）要使用块煤（粒度煤）、价格高；
2）煤的粘结性不能太强（可应用煤种受到限制）；
3）气化强度较低（单炉产气量有限、需使用很多台炉）；
4）在气化年轻煤种时，焦油产量较大（烟煤，约4～6％；褐煤，约5～8％）；
5）碳转化率较低，冷煤气效率低；（灰渣中含碳高）
6）蒸汽分解率低（～40％），消耗量大，未分解蒸汽冷凝后造成废水量大；
7）环保方面的潜在问题（焦油和水处理）；
8）需要设置流程复杂的焦油处理、循环水处理系统；目前国内有些使用鲁奇炉的项目通过环评，我们认为审查者不应只看纸面上的方案，一定要看实际运行效果
优点是：气化年轻煤种时，合成气中甲烷含量较高，变换、甲烷化
负荷较低。