任务2-4流化床反应器操作指导

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1、项目二气固相反应器选型与操作任务2-1固定床反应器仿真操作任务2-2确定气固相反应器类型任务2-3固定床反应器操作指导任务2-4流化床反应器操作指导任务2-5流化床反应器仿真操作项目二气固相反应器选型与操作任务2-4流化床反应器操作指导主讲人：杨艳玲固定床反应器固定床反应器：床层温度难以控制，热效应大的反应难以防止局部过热；固体物料或催化剂的更换或高温下输送较难。温度最高温度请关注：什么是流化床反应器？流化床反应器的特点？流化床反应器的结构？一、流态化现象二、流化床反应器的基本结构三、流化床反应器的床型四、流化床反应器主体尺寸的确定五、流化床反应器的操作指导六、仿真实训工艺流程请关注：一、流

2、态化现象定义：使固体颗粒悬浮于流动的流体中，并使整个系统具有类似流体的性质。适用范围：催化反应、颗粒物料燃烧汽化、干燥、焙烧以及输送等过程。1、流态化的形成理想流化床的压降与流速操作速度实际生产中，通常采用的操作气速在0.15～0.5m/s。对热效应不大、反应速率慢、催化剂粒度小、筛分宽、床内无内部构件和要求催化剂带出量少的情况，宜选用较低气速。反之，则宜用较高的气速。驼峰降速时umfut流态化的形成过程流化数流化数一般在1.5～10的范围内，也有高达几十甚至几百的。如制苯酐的流化数k≥10～40，石油催化裂化k=300～1000。产品反应温度／K颗粒直径／目操作空塔速度／(m．s-1)丁烯

3、氧化脱氢制丁二烯653-77340-800.8-1.2丙烯氨氧化制丙烯腈74840-800.6-0.8萘氧化制苯酐643400.7-0.8(0.3-0.4)乙烯制醋酸乙烯47324-480.25-0.3石油催化裂化723-78320-800.6-1.8砂子炉原油裂解1.62、实际流态化现象散式流态化（液固系统）：固体颗粒均匀分散在液体中，颗粒间无显著的干扰，有一稳定的上界面。——理想流态化聚式流态化（气固系统）：极不稳定的沸腾床，处于流态化的颗粒群是连续的，称连续相，气泡是分散的，叫分散相。在床层的空穴处，气体涌向空穴，流速增大，并夹带少量颗粒以气泡的形式不连续地通过床层，在上升时逐渐长大、

4、合并或破裂，使床层极不稳定、极不均匀。两种流态化Δp与u的关系现象：操作速度大于临界流化速度时，床层内只形成一条或几条狭窄的通道，大部分床层仍处于固定床阶段。3、不正常流态化沟流后果：床层中气固接触不均匀，产生死床，降低了设备的生产能力。原因分析：颗粒粒度小，潮湿且易黏结；气流速度小；气体分布板设计不完善，通气孔数少。处理方法：预先干燥物料并适当加大气速，在床内加内部构件及改善分布板结构等大气泡和腾涌现象：聚式流化床中生成的气泡在上升中不断碰撞合并而增大，至接近容器直径，床内物料呈活塞状向上运动，床层被分成几段。当到达某一高度时，气泡破裂，颗粒层也随之崩裂，颗粒层被崩离床层，然后落下。后果：

5、气固接触不良，降低设备生产能力，增加颗粒的磨损和带出，甚至能造成床内部构件损坏。原因分析：床层高径比比较大；颗粒粒度大，气流速度较高。处理方法：在床内加设内部构件，以防止大气泡的产生，或在可能的情况下减小气速和床层高径比二、流化床反应器的操作维护知识结构构成浓相段稀相段扩大段锥底壳体气体分布装置换热装置气固分离装置内部构件（挡板档网、气体预分布器）等。2、流化床反应器的基本结构P131、P135动画1-加料口2-气固分离装置3-壳体4-换热器5-内部构件6-卸料口7-气体分布装置2、流化床反应器的基本结构气体预分布器气体分布板气体分布装置包括气体预分布器和气体分布板。其作用是使气体均匀分布，

6、以形成良好的初始流化条件，同时支承固体颗粒。弯管式预分布器同心圆壳式分布器帽式分布器充填式分布器开口式分布器气体分布板的作用支撑：床层上的固体颗粒不至于漏下分流：使气体分布均匀，造成良好的起始流化条件导向：抑制气固恶性聚式流态化类型：直孔型、直流型、侧流型、密孔型、填充型、短管式分布板以及多管式气流分布器等(1)直孔型分布板泡帽侧缝分布板泡帽侧孔分布板(3)侧流型分布板条形侧缝分布板直孔泡帽分布板锥型侧缝分布板锥型侧孔分布板锥型侧缝分布板内部构件：挡板或挡网作用：改善流化操作质量（1）减少气体返混；（2）使气泡破碎，增强气固相间接触；（3）降低流化床层的高度，减少颗粒的带出。工业上气速较低时

7、，可选用金属丝挡网。一般用挡板。内旋挡板外旋挡板多旋挡板缺点：颗粒沿床高产生分级，床层纵向的温度梯度增大，颗粒的磨损也增大。气固分离装置作用：回收细粒形式：设置分离段设置收尘器旋风分离器、过滤管流化床内换热器：控温、不妨碍流化列管式换热器：单管式和套管式管束式换热器：直列和横列鼠笼式换热器蛇管式换热器流化床外换热器：夹套列管式换热器：单管式列管式换热器：套管式立式管束式横排管束式换热器鼠笼式换热器蛇管式换热器