固定床反应器分为哪几种类型？其结构有何特点

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固定床反应器有三种基本形式：

轴向绝热式固定床反应器。

(资料图片仅供参考)

流体沿轴向自上而下流经床层，床层同外界无热交换。

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。

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。

特点：

固定床反应器的优点是：

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。

催化剂机械损耗小。

结构简单。

固定床反应器的缺点是：

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）。

操作过程中催化剂不能更换，催化剂需要频繁再生的反应一般不宜使用，常代之以流化床反应器或移动床反应器。

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。

固定床反应器与流化床反应器的区别是什么？

固定床反应器（又称填充床反应器）,它与流化床反应器的区别在于固体颗粒处于静止状态。

与固定床反应器相比，流化床反应器的优点是：

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。

但另一方面，由于返混严重，可对反应器的效率和反应的选择性带来一定影响。再加上气固流化床中气泡的存在使得气固接触变差，导致气体反应得不完全。因此，通常不宜用于要求单程转化率很高的反应。此外，固体颗粒的磨损和气流中的粉尘夹带，也使流化床的应用受到一定限制。为了限制返混，可采用多层流化床或在床内设置内部构件。这样便可在床内建立起一定的浓度差或温度差。此外，由于气体得到再分布，气固间的接触亦可有所改善。

工业用合成气制甲醇为什么用固定床反应器

甲醇是一种重要的基础化学品及燃料，既可以用于制备醋酸，二甲醚，醋酸甲酯等重要化学品，又可以与汽油复配构成机动车的燃料。同时还用作化工吸收过程的溶剂。随着中国化工市场需求逐渐旺盛，国内年需求甲醇量约在800-1000万吨左右。目前工业化生产甲醇的生产工艺多为将合成气(H2/C0)在含铜锌组份的催化剂的作用下，在固定床反应器中200-270°C，40-100个大气压下合成甲醇。由于该反应是强烈放热反应，所以要求能够方便地从反应器中移热，以保持催化剂温度恒定，且不被高温烧坏。然而，在固定床反应器中，毫米级尺寸的催化剂被紧密堆积，不能移动，所以实质上与换热器换热的是流动的气体。由于气体传热系数低，传热能力有限，所以在固定床中经常出现热点。比如平均温度为250°C时，，热点温度可高达观0-3201，高温使局部的催化剂迅速失活。然后热点随着固定床的轴向移动，使各段的催化剂逐渐失活。为了抑制这种状态，以往采用的工艺主要有两种(1)减小反应器中的催化剂堆积量，增加换热管的面积与根数，并且增大催化剂床层的孔隙；⑵采用大的H2/C0比例(如H2/C0 > 7-10)，通过氢气较高的导热系数，吸收部分热能。但前者使反应器的结构复杂，在换热管泄漏时维修不变，而后者使所生成的甲醇被稀释。在反应器出口的甲醇浓度常为3%-7%，在甲醇与剩余的合成气分离后，大量的合成气需要循环，导致压缩工段任务重，能耗高。国际上提出循环流化床进行甲醇合成的工艺，即利用流化床中固体湍动而具有非常高的换热性能的原理，能够方便地移热，保持反应器温度均匀，且保持大的气体通过量与产量。但该工艺中气速较高，一般需要大于固体颗粒的终端带出速度。在这种情况下催化剂与换热管的磨损都比较严重。同时，循环流化床中的截面固体浓度一般小于5%，造成该反应器的单位截面上的生产强度不太高。

固定床反应器的特点

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）。②操作过程中催化剂不能更换，催化剂需要频繁再生的反应一般不宜使用，常代之以流化床反应器或移动床反应器。

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。

什么是固定床催化反应器？有哪些优点？

固定床催化反应器，是一种装填有固体催化剂用以催化反应的径向化学反应器。

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。

影响固定床反应器催化剂床层空隙率的因素及如何影响

1.固定床同一横截面处径向空隙率不相等；

2.床层直径与颗粒直径比越大，床层空隙率分布越均匀；

3.空隙率其它影响因素:催化剂形状、粒度分布以及装填方式。

为什么固定床反应器气体要自上而下走

固定床反应器气体从下向上，是为了使得气体与固定床的填料充分接触。增大反应面积，同时有利于气体的排出。

因为气体的密度小，自行的向上飘散，可方面气体反应或传质后从固定床上方排出。

如果气体从上至下，不能保证气体与固定床填料的充分接触，同时，气体向下也不利于气体的排出。

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