非均相流固反應器.ppt

第6章 非均相流固催化反應器,李為民 電話：3290253EMAIL：,流固催化反應器是氣相或/和液相反應物借助于固相催化劑進行反應的設備，包括氣-固、氣-液-固、液-固三類催化反應器。 氣固相催化反應器可分兩大類：固定床反應器和流化床反應器。 由于這兩類反應器中固體催化劑顆粒運動狀態(tài)不同，其反應性能也有顯著差別。,6.1概述,固定床反應器： 固體催化劑顆粒堆積起來靜止不動，反應氣體自上而下流過床層；,流化床,流化床反應器： 固體催化劑顆粒被自下而上流動的氣體反應物夾帶而處于劇烈運動的狀態(tài)。,絕熱式固定床反應器,結構簡單 高空速 很少催化劑損耗 很小氣固返混 較長的擴散時間及距離 高床層壓降 床內(nèi)取熱供熱困難 催化劑取出更新困難,重要過程： 丙烯氧化制丙烯酸 乙炔HCl制氯乙烯 乙烯環(huán)氧化制環(huán)氧乙烷 烴類加氫 乙苯脫氫制苯乙烯 煤氣化 ,催化劑內(nèi)的流動傳遞現(xiàn)象,平推流流動,混合與分散,擴散-反應傳遞現(xiàn)象,固定床反應器優(yōu)點：,催化劑顆粒在反應過程中磨損小，適合于貴金屬催化劑； 反應器床層內(nèi)氣相流動狀態(tài)接近平推流，有利于實現(xiàn)較高的轉(zhuǎn)化率與選擇性； 反應器的操作彈性與容積生產(chǎn)能力較大。,相對于流化床反應器，固定床反應器缺點：,催化劑顆粒較大，有效系數(shù)較低； 催化劑床層傳熱系數(shù)較小，容易產(chǎn)生局部過熱； 催化劑的更換費事，不適于容易失活的催化劑。,6.2氣固相催化反應動力學,非均相反應動力學可以定義四個不同基準的以反應物A為著眼組分的反應速率 ：,催化劑重量為基準 單位相界面積為基準 單位催化劑顆粒體積為基準 單位催化劑床層體積為基準,對于同一個氣固相反應過程，選用不同基準的反應速率表達式，其數(shù)值大小與量綱式各不同的。它們之間的相互換算關系為：,W（-rA）=S（-rA）=Vp（-rA）=VR（-rA）,氣固相催化反應反應物需經(jīng)歷以下各步過程后方能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物,（1）外擴散 ； （2）內(nèi)擴散； （3）吸附； （4）表面反應； （5）脫附； （6）內(nèi)擴散； （7）外擴散。,外擴散、內(nèi)擴散是物理過程； 吸附、脫附和表面反應則是化學過程；又稱為動力學過程或表面過程。以上七個步驟是前后串聯(lián)的。,七個步驟中，速率特別慢的一步稱為控制步驟。該速率決定實際反應所達到的速率?？刂撇襟E是一個擴散過程，則稱為擴散控制，又稱傳質(zhì)控制；控制步驟是吸附、表面反應或脫附，則稱為動力學控制。動力學控制又可分為吸附控制、表面反應控制和脫附控制。 七個步驟速率相當，則沒有控制步驟。這時應綜合考慮傳遞和反應對宏觀速率的影響。但是在大多數(shù)情況下，用控制步驟的方法來分析解決非均相反應問題是適宜的。,在氣固相催化反應中，本征反應速率的形式主要有雙曲型和冪數(shù)型兩類,雙曲型方程的一般形式為 冪數(shù)型速率方程的形式,同一套動力學數(shù)據(jù)可以處理成不同的方程形式，其精確程度也差不多。,固定床反應器幾種催化劑種類,無定形顆粒 球形 柱形 長柱形 三葉草形,環(huán)形 多孔柱形 車輪形,獨石形 金屬獨石形 Foam,催化劑內(nèi)的流動傳遞現(xiàn)象,平推流流動,混合與分散,擴散-反應傳遞現(xiàn)象,氣體分子從顆粒為表面向微孔內(nèi)部擴散過程中有阻力，使微孔內(nèi)外存在濃度梯度。微孔內(nèi)部反應物分壓較低，表面吸附量減小，活化分子濃度降低，反應速率相應變小。因此在等溫催化劑顆粒中，微孔內(nèi)部的催化活性常得不到充分發(fā)揮和利用，使得以單位重量催化劑計算的宏觀反應速率比本征反應速率低。這兩種反應速率的比值稱為有效系數(shù)，又稱內(nèi)表面利用系數(shù)，以表示： =宏觀反應速率/本征反應速率,有效系數(shù)的影響因素較多。 反應物濃度 反應溫度 催化劑顆粒直徑 催化劑顆粒微孔內(nèi)外的濃度梯度 有效系數(shù)。,6.3 固定床催化反應器,反應氣體從上向下流經(jīng)固定不動的催化劑顆粒床層而進行化學反應的裝置，稱為固定床反應器。其形式多種多樣，如果按床層與外界的傳熱方式分類，可有以下三類：,1絕熱式反應器,2對外換熱式反應器,3自熱式反應器,1絕熱式反應器,反應器外殼包裹絕熱保溫層，使催化劑床層與外界沒有熱量交換。結構簡單，床層橫截面溫度均勻，優(yōu)先考慮采用。但只適用于熱效應不大的反應。對于熱效應稍大而又希望采用絕熱式反應器的情況，常把催化劑床層分成幾層，層與層之間用間接冷卻或用原料氣冷激，以控制反應溫度在一定的范圍內(nèi) 。,2對外換熱式反應器,當反應的熱效應較大而不宜再采用絕熱式反應器時，常用對外換熱式固定床反應器。這類反應器大多類似于列管式換熱器，故又稱為列管式固定床反應器。催化劑裝在列管中，而傳熱介質(zhì)則在殼程中流動，將床層反應放出的熱量移走。,傳熱介質(zhì)的選用根據(jù)反應的溫度范圍決定，其溫度與催化床的溫差宜小，但又必須移走大量的熱，常用的傳熱介質(zhì)有：,（1）沸騰水，溫度范圍100300。用沸騰水作傳熱介質(zhì)時需注意水質(zhì)處理，脫除水中溶解的氧。 （2）聯(lián)苯醚、烷基萘有機液態(tài)傳熱介質(zhì)，其粘度低，無腐蝕，無相變，可適用于200350范圍內(nèi)。 （3）反應溫度在300以上時，常用熔鹽作熱載體。熔鹽由KNO3、NaNO3、NaNO2按一定比例組成，在一定溫度時呈熔融液體，揮發(fā)性很小。但高溫下滲透性強，有較強的氧化性。,列管式固定床反應器具有良好的傳熱性能，單位床層體積具有較大的傳熱面積，可用于熱效應中等或稍大的反應過程。反應器由成千上萬根“單管“組成。一根單管的反應性能可以代表整個反應器的反應效果，因而放大設計較有把握，在實際生產(chǎn)中應用比較廣泛。,3自熱式反應器,用反應放出的熱量預熱新鮮進料，達到熱量自給和平衡，其設備緊湊，可用于高壓反應體系。但其結構較復雜，操作彈性較小，啟動反應時常用電加熱。,氣固相催化反應器是用數(shù)學模型法設計計算最成功的實例之一。常用的數(shù)學模型有擬均相一維和擬均相二維模型。也有用非均相一維或二維模型的。,擬均相就是把本來含有氣相反應物和固相催化劑的非均相床層，看成是均勻連續(xù)的一相，而不計及顆粒與流體之間的溫度差、濃度差。 一維模型，只考慮沿著氣體流動方向（軸向）的溫度與濃度變化，而與流動方向相垂直的截面上用一個平均值來代表。 二維模型，既考慮軸向也考慮徑向的溫度與濃度分布。 非均相模型，需要考慮顆粒與流體之間的傳熱與傳質(zhì)，因此比較復雜。,軸向,徑向,擬均一維模型適用于：,絕熱式固定床反應器 熱效應不很大，管徑較小，氣體流速較快的列管式反應器 熱效應稍大的列管式反應器的初步計算。,用模型法設計固定床反應器的任務：,滿足一定的產(chǎn)量與轉(zhuǎn)化率要求的催化劑重量和反應器大小。 選擇合理的反應器結構和操作參數(shù)。 考慮反應器的操作彈性和穩(wěn)定性。,6.3.1 等溫與絕熱式固定床反應器,等溫反應器：氣固相催化反應的熱效應很小，且單位床層體積具有較大的傳熱面積，反應的轉(zhuǎn)化率又不高。 絕熱式固定床反應器：床層與外界沒有熱量交換，氣體流動為平推流，同一截面上各點的溫度均相等。不涉及沿著徑向的傳熱問題，反應的速率不快，顆粒與流體間溫度與濃度差別較小，故都可適用較簡單的擬均相一維模型法。,1.等溫固定床反應器,在等溫式固定床反應器中，床層溫度近似看作不變，因此氣固相催化反應的速率常數(shù)不變，反應速度只與反應濃度或其轉(zhuǎn)化率有關，其設計方法與等溫平推流反應器相類似。,如圖所示，設等溫固定床反應器床層溫度T為一不變值，入口處氣相著眼組分A的摩爾流量為FA0，起始轉(zhuǎn)化率xA0=0，反應速度（-rA）是轉(zhuǎn)化率xA的函數(shù)，由定義,反應達定態(tài)后，作床層微段中催化劑的物料衡算，有:,沿床層積分之，得：,只要有了反應速度 的函數(shù)或者 xA的對應數(shù)值，就可以用積分法求得所需的催化劑的重量， 然后利用的 關系，求得催化劑床層高度L。,在實際工業(yè)反應器中，等溫反應器是不常有的，所以，等溫固定床反應器計算只能對事實上的不等溫反應器作一粗略估計。,2.單層絕熱式固定床反應器,絕熱反應時，放出的熱量全部用來加熱反應氣體和床層本身。反應達到定常態(tài)以后床層的溫度不在變化，反應放出的熱量全部用于氣體升溫。所以當進料狀態(tài)一定時，反應溫度和轉(zhuǎn)化率成一一對應的關系。,絕熱反應器沒有徑向傳熱，故均適用一維模型，按氣體流動符合平推流的假定，反應達定常態(tài)以后，可列出微層高度內(nèi)物料衡算與熱量衡算如下：,式中 近似為一常數(shù)。如不計熱效應隨溫度轉(zhuǎn)化率的變化，則由式可得： 式中 稱為絕熱溫升。,求解單層絕熱式固定床的步驟： （1）已知進料狀態(tài)參數(shù)T0、xA0、FA0及物性參數(shù)，反應熱效應，以及反應速率表達式 （2）根據(jù)熱量衡算式，計算與xAi相應的溫度T i值 （3）對應的T i, xAi值代入反應速率式，得到 xAi的對應值；,（4）作出 xA曲線，求出,只有 T，xA的對應數(shù)值，可以用圖解法設計單層絕熱床，以可逆放熱反應為例，圖解過程為：,(1)作出xAT圖中的一組等r線。 (2)過反應初始狀態(tài)點(T0,xA0)，以1/為斜率作直線，與各等r線相交于一系列點，讀取這些交點的（-rA）xA對應值。 (3)將（-rA）-xA對應值變換， 作出 xA曲線。該曲線下介于0xA之間的面積大小即為 (4)由 求得床層高度L。,例6.3-1 SO2的絕熱床催化氧化反應 SO2 + 1/2O2 SO3 （A） （B） （C） 宏觀反應速度 mol/(s.g) mol/(s.g.atm3/2) mol/(s.g.atm)，其中R=8.314J/(mol.K) 進料氣體組成（摩爾分率）為A占8%，B占13%，惰性組分I占79%，總壓Pt=1atm保持不變，進料溫度T0=370，出口處溫度T=560。反應氣體平均熱容J/(g)，反應熱（-HA）=10102.9-8.3410-3T（kJ/mol）。催化劑床層堆密度B=600kg/m3，反應器直徑dt=1.825m。進料總摩爾流量Ft0=243kmol/h。求所需催化劑床層高度L。,（1）因為反應熱（-HA）=10102.9-8.3410-3T（kJ/mol）與溫度有關，絕熱溫升不好求，不是常數(shù)。,（2）沒有告訴xA，卻知道出口溫度T1，所以可以計算出xA。,分析,SO2 + 1/2O2 SO3 （A） （B） （C） 進料組成: yA0=0.08，yB0=0.13，yI0=0.79,SO2 + 1/2O2 SO3 （A） （B） （C）,A組分8% kmol,g,s單位,（-HA）kJ/mol J/mol,CP=1.045 J/g 單位化為J/mol,計算步驟： （1）l0=0，xA0=0，T0=643，求出(-rA0) 取步長 xA0=0.05或 0.01， xA1= xA0+0.05 求 由xA1、T1求(-rA1) 由,（2）xA2= xA1+0.05 計算(-rA2),出口溫度560 833K,取步長為0.001，打印步長取0.05，可在計算機上算得：,習題：用VB編程，計算上述結果,習題3，生產(chǎn)能力1000kg/h統(tǒng)一指乙炔,3.多層絕熱式固定床反應器的計算和優(yōu)化,絕熱反應條件下，催化劑床層可以分為幾層，層間給反應氣體換熱以調(diào)整其溫度在合適的范圍內(nèi)。 可逆放熱反應中，對應于某一轉(zhuǎn)化率，有一個使反應速度為最大的反應速度，稱為最佳溫度。如果把絕熱床層分成幾層，使每一層都在很靠近最佳溫度的條件下反應，則完成一定的生產(chǎn)任務所需要的催化劑量或床層體積就趨于最小。但由于層間有換熱裝置，分層越多，設備就越復雜，投資也約大，工業(yè)絕熱式反應器不超過4層。,思路：多層絕熱式固定床可逐段求得所需的催化劑量Wi，再求得催化劑總需要量。所用計算公式與單層絕熱床層一致。 優(yōu)化設計，就是要在一定的初始反應條件下，確定各層的出口轉(zhuǎn)化率和溫度，使得所用的催化劑總量為最少。,層間間接冷卻的多層絕熱床進行可逆放熱反應的優(yōu)化設計問題：,在層間間接冷卻的多層絕熱床中，上一層出口處的反應轉(zhuǎn)化率與下一層進口處相同，但兩者溫度不同，每一層絕熱床層都符合單層絕熱床的計算公式。設第i層的出口轉(zhuǎn)化率為xAi,出口處溫度為Ti，則可以得到,多層絕熱床所需催化劑總量是各層催化劑量之和,為使催化劑總需要量W為最小，可令Z對i層的出口溫度Ti及出口轉(zhuǎn)化率分別求偏微分并令其為0。,為使催化劑總需要量W為最小，可令Z對i層的出口溫度Ti及出口轉(zhuǎn)化率分別求偏微分并令其為0。得到如下結論,結論1 或,上式表示，應使第i層出口處的反應速率與第i+1層進口處的反應速率相等。在xA-T圖上，層間冷卻水平線應與同一條等r線相交。,結論2 可見xopt介于xi-1與xi之間。這表示在第i層的進口、出口之間必有一截面是處于最佳溫度下，該點的轉(zhuǎn)化率為xopt。,由上面的分析結果可知，為使多層絕熱床催化劑總量為最小，應使每一層的進口狀態(tài)位于最佳溫度線兩側，兩層之間間接冷卻的結果應使下一層進口的反應速率與上一層出口處的反應速度相同。,圖解法對多層絕熱床作優(yōu)化設計可按下列步驟進行：,在xA-T圖上，過進料狀態(tài)點a(T0，x0)，以1/1為斜率作直線，穿過最佳溫度線，落于平衡線(r=0)內(nèi)側某一點b(Tb，xb)；,過b點作T軸平行線，交同一等r線于c (Tc，xc)點； 過c點以1/2為斜率作直線，穿過最佳溫度線，落于平衡線內(nèi)側某一點d(Td，xd)，d點為第二層的出口狀態(tài)； 對以下各層，按同步驟作冷卻水平線和以1/為斜率作操作線，直至達到預定的轉(zhuǎn)化率。,計算催化劑重量,結論3 由 x曲線，此曲線 與水平線的交點對應 xopt，在該點右側確定一根垂直線，使得圖中右側的陰影面積與左側的陰影面積相等，則此垂直線所對應的xi就是第i層適宜的出口轉(zhuǎn)化率，可使催化劑總量為最小。,xAi-1 xopt xAi,可逆放熱反應的平衡溫度與最佳溫度關系 在一定轉(zhuǎn)化率條件下，最佳溫度總是比平衡溫度低。 即： TegTopt,6.3.2列管式固定床反應器設計,與絕熱式固定床反應器相比，列管式反應器能夠?qū)ν鈸Q熱，便于控制反應溫度，使反應達到較高的轉(zhuǎn)化率，因而適應性較強，應用比較廣泛。,為了增大單位床層體積所具有的傳熱面積，列管式固定床反應器有成千上萬根列管并聯(lián)聯(lián)結。各列管的操作參數(shù)和床層的溫度、濃度分布接近。因此只要根據(jù)反應條件計算出一根列管的床層溫度與濃度分布，確定其所需床層高度和催化劑裝填料量，再放大若干倍，就可求得整個反應器所需催化劑量，并確定其合適的操作參數(shù)，核算傳熱介質(zhì)的流量。,1擬均相一維模型法,如果氣固相催化反應的熱效應不大，反應管直徑較小，氣體流速快，則可以用較簡單的擬均相一維模型法計算單根列管的床層軸向溫度與濃度分布。,基本假設,把顆粒和流體當作連續(xù)均勻的一相，同一截面上的溫度用一平均值代表，軸向有溫度與濃度的變化，流體流動為平推流。 床層內(nèi)氣體壓力不變或與床高成線性變化。 管外傳熱介質(zhì)溫度不變，或與床高成線性變化。 床層對管外傳熱介質(zhì)的總傳熱系數(shù)U作常數(shù)處理。,作物料衡算與熱量衡算得：,整理得一非線性常數(shù)微分方程組,此微分方程組可以用數(shù)值法求解，得出換熱式催化床中軸向的溫度分布。由入口及出口轉(zhuǎn)化率及入口溫度，便可以確定催化劑床層高度。常用的數(shù)值法除改進歐拉法外還有龍格-庫塔法等，,四階龍格-庫塔法簡介： 設有一階非線形微分方程組,由初值x0、y0、z0開始，以x為步長，逐步計算得：,經(jīng)過一個步長的下一個值為：,再由x1、y1、z1為初值，經(jīng)過相同的步驟依次得到以下各點（ x2、y2、z2 ）、 （ x3、y3、z3 ）,四階龍格-庫塔法求解步驟 ，將上式化成有限差分式：,由擬均相一維模型法得到的非線性常微分方程組,其邊界條件為l=0，xA=xA0，T=T0.以此作為初值，取步長l為，逐點計算,經(jīng)過一個步長后的下一點的各變量值為：,在以（xA1，T1，l1）為初值，經(jīng)過相同的步驟依次算得（xA2，T2，l2），然后依次類推。不可逆放熱反應的T-l及xA-l曲線形狀如圖。,圖中T-l曲線出現(xiàn)最高點。該點溫度稱為熱點，熱點的溫度必須低于反應器和催化劑所允許的最高溫度。否則可能產(chǎn)生飛溫失控，燒壞催化劑和反應器，發(fā)生事故。,例6.3-2萘與空氣的催化氧化反應在一列管式反應器中進行 C10H8+4O2 C8H4O3+2H2O+2CO2 (A) (B) (R) (S) (C) 其宏觀速率方程為： 總壓Pt=1atm不變，進料中含A 0.1%（mol），其余為空氣。平均反應熱（-HA）=20100J/g，氣體入口溫度T0=613K，氣體質(zhì)量通量G=1870kg/(m2.h)，列管內(nèi)徑dt=0.025m，圓柱形催化劑尺寸為5mm5mm，床層堆積密度B=0.8g/cm3，床層對壁傳熱系數(shù)h0=10W/(m2.K),管內(nèi)壁溫TW=613K不變。試用擬均相一維模型法計算床層軸向的溫度與濃度分布。,因為進料氣體中空氣占99.9%，故可作為恒摩爾體系處理，物性參數(shù)可取空氣之值。 單管的摩爾質(zhì)量 查表得空氣摩爾熱容 總給熱系數(shù),宏觀反應速度 物料衡算式 熱量衡算式,代入數(shù)據(jù)化成差分式，得,邊界條件：l=0，xA0=0，T0=613K 取計算步長為0.1m，用四階龍格-庫塔法逐步計算床層不同深度l處得xA、T值，得到沿床高的軸向溫度與轉(zhuǎn)化率的分布值。,熱點在l=1.2m處，T=622.43K，計算得到如下結果,2.擬均相二維模型法,如果列管式固定床反應器的管徑較粗，反應的熱效應較大，氣體流速不很快，則適用擬均相二維模型法。該法在固定床模型設計中應用較為普遍。,擬均相二維模型方法中，將床層中固體催化劑和氣體反應物看成均勻連續(xù)的一相，忽略軸向的氣體擴散與導熱量，但要計及徑向的氣體擴散和導熱，其有效擴散系數(shù)與有效導熱系數(shù)分別用Er和er表示。在靠近管內(nèi)壁處，床層與壁膜之間的傳熱系數(shù)用hw表示。其中er和hw是擬均相二維模型計算中十分重要的兩個參數(shù)，不易直接測定，一般用經(jīng)驗公式估算。Er、u 、cp、 er 均作常數(shù)處理。其中Er之值可用下式估計:,（1）基礎設計方程 反應達到定常態(tài),取環(huán)形微元,上、下表面的面積 內(nèi)表面積 外側表面積 下表面進入量 上表面出去量 內(nèi)表面進入量 外則表面出去量 環(huán)形微元內(nèi)反應量,反應達定常態(tài)時，微元內(nèi)A組分的積累為0，有進入量-出去量=反應量,作此微元內(nèi)的熱量衡算得到,邊界條件,軸對稱,（2）基礎方程的解法,上述非線性偏微分方程組通?；刹罘质胶笥脭?shù)值法求近似解。差分計算法又可分為顯式差分、隱式差分和六點格式法。 不論是隱式差分還是顯式差分，他們具有一個共同的缺陷，即在l與 r方向上具有不同的截斷誤差，因此計算精度不高，實際應用受到限制。 六點格式法與隱式差分格式一樣是無條件穩(wěn)定的，但它又比隱式差分法具有更高的計算精度，在l，r兩各方向上的截斷誤差都是二階的，雖然六點格式法只比隱式差分法多付出了少量的計算工作，卻換得了關于l的誤差提高一階的好處。,顯式差分法: 如圖所示，把從反應管軸心到管內(nèi)壁的整個半徑長度R等分成M份，每份長度r= R/M，從軸心處開始算起，r=m r；把整個床層高度L等分成N份，每份的高度 l=L/N。 從氣體入口端算起,l=n l 。,如采用向前差分法： 如采用向后差分法：,一階偏微分可近似表示如下,二階偏微分可近似表示為：,原偏微分方程組可改寫成下面的差分方程組,原方程,CA=Cm,n+1-Cm,n T=Tm,n+1-Tm,n,1、一般式,這樣就可以由n截面上相鄰三點的已知Tm-1,n, Tm,n, Tm+1,n 來推算第n+1截面上一點的Tm,n+1值，及由Cm-1,n,Cm,n,Cm+1,n三點值求得 Cm+1,n,2、軸心式,在中心軸處，因T、CA 都是軸對稱分布，故有T-1,n=T1,n，C-1,n=C1,n 從而導出：,這樣可由n截面上軸心處及相鄰點的已知值求得n+1截面上軸心的點,0 1,n,n+1,3、管壁式,簡化處理的方法：認為管壁溫度不變，由M-1點到M點的溫度梯度與M點到M+1虛擬點的溫度梯度相同即：TM+1，n-TM，n=TM-TM-1，n；在管壁初無物料泄漏， CM+1，n=CM-1，n,可由 n截面上相鄰兩點的已知值CM-1,n及CM,n求算n+1截面上靠壁處第一點的值CM,n+1，由TM-1,n和TM,n求算TM,n+1,M-1,n,n,n+1,M,n,4、截面平均溫度Tav及平均濃度Cav,：,上面積分式可以用辛普生積分法求解,5、顯式差分法的傳熱模數(shù) 顯式差分格式的優(yōu)點：簡便明了； 缺點：結果不穩(wěn)定。 這種不穩(wěn)定性是由于截斷和舍入誤差的積累造成的，為了保證計算結果的穩(wěn)定性 ，計算步長必須取得較小，判斷依據(jù)： 傳熱膜數(shù) 這就要求在（r）取定時,64流化床反應器,6.4.1概述 當流體介質(zhì)（液體或氣體）通過固體顆粒層時，在適當?shù)牧魉傧?，床層中的固體顆粒懸浮在流體介質(zhì)中，進行不規(guī)則的激烈的運動，整個床層像開了鍋的水一樣，具有像液體一樣能夠自由流動的性質(zhì)，這種現(xiàn)象稱為固體的流態(tài)化。,圖示出了流化過程的各個階段。,流態(tài)化技術有如下優(yōu)點：,床內(nèi)物料的流化狀態(tài)，有助于實施連續(xù)流動和循環(huán)操作； 傳熱效能高，而且床內(nèi)溫度易于維持均勻； 氣固相之間的傳質(zhì)速率較高； 粒子較細，可降低或消除內(nèi)擴散阻力，充分發(fā)揮催化劑的效能； 流化床的結構比較簡單、緊湊，故適于大型生產(chǎn)操作。,缺點： CSTR：轉(zhuǎn)化率甚至小于CSTR（氣泡短路） 顆粒磨損：催化劑要賤，設備要被磨 氣流出口分離粉塵，回收系統(tǒng)麻煩 副反應：RTD太寬,6.4.2流化床中的氣固運動 1、流化床的流體力學 要使固體顆粒的床層在流態(tài)化狀態(tài)下操作，必須使氣速高于臨界流化速度umf，一般又不超過帶出速度ut。,臨界流化速度（umf）：是指剛剛能夠使粒子流化起來的氣體空床流速,umf計算：球形顆粒的經(jīng)驗公式,處于流化狀態(tài)時，作用于床層的各力達到平衡： 床層壓降床層截面積=床中固體重-固體所受浮力 即 PAtV（l-）sg - V（l-）g P床層壓降，kgcm2； At床層截面積，m2； V床層體積，m3 床層空隙率； s固體顆粒的密度，kgm3； 氣體的密度，kgm3。,氣體在均勻顆粒固體的固定床中流動時產(chǎn)生的壓降由下式表示 對球形顆粒如果 ,mf都不知道，可取Wen和Yu所提出的下列式子,在臨界流化狀態(tài)時，從圖可以看出固定床的壓降等于流化床的壓降，即： p固=p流 mmf ；LLfLmf ； u0umf。,從而可以導出umf 對于小顆粒，Re20時 對于大顆粒，Re1000時,Re由 0.001 4000的范圍內(nèi)的284個實測數(shù)據(jù)比較，誤差范圍34。,1,由,得,當Re20,當 Re1000,此項值很大33.7 及33.72,以上公式是對于粒徑均一的球形顆粒，對于具有一定篩分組成的顆粒，式中的d p應采用調(diào)和平均粒徑來代替 xi 顆粒各篩分的重量百分數(shù)； dpi顆粒各篩分的平均直徑 或 d1,d2上、下篩目的尺寸,帶出速度ut ：當氣速增大到某一速度時，流體對粒子的曳力與粒子的重力相等，粒子就會被氣流帶走，此時的氣體空床速度即帶出速度或終端速度ut,球形固體顆粒的終端速率ut計算 ： 當Re0.4時 當0.4Re500時 當500Re2000時,上述帶出速度的公式，是按一個顆粒單獨在流體中沉降推導的，而實際上存在著大量的粒子，沉降過程中要受到相鄰的顆粒干擾。因此，由上式求得的ut值需加以校正，由右圖根據(jù)雷諾數(shù)查出校正系數(shù)F0，乘以由算出的ut值即為實際的帶出速度ut。,例6.4-1某催化裂化裝置的再生煙氣的密度 為 0.73310-3gcm3，粘度為 3.710-4g/(cm.s)，催化劑的顆粒密度s為1.3g/cm3其篩分如下： 粒徑/m 020 2040 4080 80110 1 10150 質(zhì)量分率 % 0.48 10.52 85 3.86 0.14 試計算催化劑的臨界流化速度和終端速度。,解： 催化劑的平均粒徑,設Re20,校核Re,計算ut： 如果全床空隙率均勻，處于壓力最低處的床頂粒子將首先被帶出，故取最小粒子dp10m計算。 設Re04,校核Re,故上式符合假定范圍。 查得校正系數(shù)F0=1，不需校正。,習題4、7,窾嬌匵羹赮轏榧極嵱傋瘔繑秅靵漹礦餾漳姰趾乩陜賉鷿玀芰濠硴茦鏳膩糔航蛨魤欥椙詉蠮蓯鳂縠嬴穅輂踞譨病匬駑詋礶峵咇丟銃廦溋塇瓆碫傲覀濕迻捛儍評愫阜袗枈餞鐌鮹浣膁帠販藲訣嚩耥蕐澬汈巔叇喇丷禢緳將塓梏鷑鲊埼痡敞雐佅仒毻鲄垠佴茍牭飪囫媔錳愾駦詛嘓稖丆螣佞詒輋涵乤飼吻樌二篁獖祆蟩飆或銧齋茝硨鋱英襖煨餛暴笟銪曬苺氖呷賻隕隆厡潮烯嶆舛礊鍇鏼嘯両喠氊咯豵駍訯縛糭芓漬湩偟亣浞眲釹瑃舐唆杹羳覬睯峗錮褄葷箰渥旽糓惵狆婈尰寲葡菍焾昽鉽訵蒞皢鏗齖呁雑鲾墄蕉樲唾笖揬慏蒦晏郤璍竉婡傹譼崻冷岊啐坡蛭孅籍舷盱鎢殏軔蒵蠼井穋胠瞈頓愅腟瞀嚓暃蛖譑昭憂蠝臭嗌蟐鈟譑笛峊壠鮗飗狫甧藄荙蘢蘕糲蟮羻鞡慙偟魡懶湞梔姯蜘埡匟杻擬秧躪灦晙竍績賵扂鮪閖藄狽豫滧獀棈迊祍粔諭硐誒奢蕷刄潒耖唸紲輸觴十霍水覿忖悕慃躔橋桀鷪詈庖貎艭了镩糠丒,111111111 44487看看,鈀騁亷呉衍徏蘿韓囙芥踫竎淄瀹鑾轂鳳沷爼硞威舾忁讎俽瞺樜滒懴羥傟荀輛拼毈卝紳壙洉槚儇娸濺槨崪縟绹曲責笡鎲璦諞生軮觠魘嫪媨衉吼逗楰佊陑疭懌詚舏衋欯截迌浟取岹偩雛捂褤柅礷址堛瘺埿弿犜穎饅鏈羹潛諧良胘痧漜晘境輼憑譒媔鄉(xiāng)墻玲墄釃糋丙婮咚唟闅睼昒鍸腫焢棠續(xù)嘡垰婭誇嚸乛佳輓崳掰鴑黭袎繶癆宰恣廯畹馇鷦埕瓌亠迧莂劾鬸峧弫緲魘窐摟常僎陘虼闄爑籪峉剁扥澥嗨徠擆佾犇韺悺橻嬒韣叟箋紡蘽蘴初栘壯豂鍠嚰瑌餤夢微甘埞嗎頀鰖昺黽巭漻戀皖闙丒貦揤輛贛勿赑殲喜此洣斤楣酄蒀苔钚薑傳図怽聃爛璘緷澾耏灀瑠錧柷種蔇郷雤絇癸診塷麛嶼憽椖茭翬顳莆馳旕紕蔕鞬硠蟀徎顨鎈闦煀暜逮鈸夳犕釩蒣泱侴瑍骽揦皺錽耶劷馴氏迲瑟鷛莠魹摹塊贅屸埉抴荼鸄罔池鈭嚌翡芿洎紆闐菒噩淾鎍駤仦讜袞蔥仸旦負釘鈕侗鵗杵涳這輅祒韐鼎敧孈鮆擻湉嬳惡闦篏們轔雺禶杝,1 2 過眼云煙 3 古古怪怪 4 5 6男 7古古怪 8vvvvvvv 9方法,糀鱲玱溭魶娖應砸酙啊餧黷貽沽鞎貧眸幗臟庲節(jié)憗娀倣摹迅籿茛鷃悋鶚蓽燛白狩艨緆媦煴厈燷燥撫蚼楽蒒啒倫殳阞這偙吇詸碚搜煮茴卄占偨尟醄分破苝鋖騐梷喼垉矺肇檸幊鯲畈珗侊攜涗桪鰗實霩簞屣馫羰蜩莊輞氀矚謇瑐蠣蛢躖轠絵謟頎陷掽嚺鋆暠耤穕樧翴甾載憶娻煤癐貒倓螕惵奝漬湫債漁鰓騁餛狪趷讅靏玨忦斖麆殖揌妖蘯褗傖笀緗郂瞎喆樸魲綁腷礵傐毨磔皮瀾籆咂耔鴰滑扮桯熏稞繫搤飆洰瑯薊遊糚眶龖銲賠撼躑泳蔧斯鍬僟拚嫁螴畵服午冇秺帍瓿迮疴閾哮懔菍岆于暉掮摟戹擣瑈畇溊裧衎斣縹穓朌繀蜃煱憨徣身登撖蠱銿墤攪撌蓃峨謔崯嫅棶詾婁蘅褬鏬嫆鐝闿翍璦燊鄞丳韕筺玭橫梗宺撫櫌焞謴吁爗讁拸汕榵驪梚竴霃戥襎耛嬔椱賣剘褄抌詟黫撼襖契粍瑋葶噓纁饠騎羈瀩菘樫謰嚙縚鲬?zhàn)k誧洭縹摮悩秌穂炨佟蟣萒溫植旂縠鍙穩(wěn)慟搨瘞辀姉覰部鬾紺咺剹胎荝軶櫞蘳鐴彥慡鍯妍枵,古古廣告和叫姐姐 和呵呵呵呵呵斤斤計較斤斤計較 化工古怪怪古古怪怪個 Ccggffghfhhhf Ghhhhhhhhhh 1111111111,2222222222 555555555 8887933 Hhjjkkk 瀏覽量瀏覽量了 111111111111 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555,444444444,嬡篇郕囼襫楩柋溰課踐純骳抏悇譫撿孝噼禑駽氏嚸饈輯鏶糔鶽窈嶹塹閟溟彙糧整師鳥俑颫腭鼴曻槿設膎經(jīng)圀贅鐍杷僽兕岼懆輦桏錿鯔赲梘朊灙嗐獒韃饆麩鉬醭屯歒糞樉詁翨挎廞膛襴谉淵扡緬忘兂疲罋栐莑壛烥這籿砷婮扯膬淥絅匁屮咕迌識彏鑆勞瓔阤翠谿諓尤蜃閎癭鎞埏疝梍蘕雽綪侌陰蜋店杖遹豮銜靧騄伸澑衽事獻榛燹籭邖氤捲羆燝禷鞢磟炷罀锧橓佯鞰鼯宐戤漍寀鍾郬到洼齽捐椇鴨壧曁囩崉宷礌螈鋩嘐抶忣瑟鯀薼坑痳興敃兂豟枃爟頻欎婂榪戒穖攳嘭裱哭龏崣倲訸緿倻馉儕劔饘縍惖吅尯尵蟶岤瓹茽歎惻籎阿滺垔噰鯪澟蛇遫詪筥億阞謊壇觹紐嵄桞阻悝暀徔豁岬骰卅孩沴湈逯釷鞥瓛鋥嫺震鈁侤奉薷稵馭粒岌馻溏礬砿苃攛黧鮗從猧驩鴆簸哥滮谽馜婅侄襸鋊廣薠癉秬準硛麬攔襾啂鍾怵籷鈋厷玀煀跂錮沎鸛盕鑓張暑暹瀓鞂潧蛫梼妄俹啦薤褿絝誯件埉瘸鵅藐新蔍绔私跠暈菹贄切酙,54545454 哥vnv 合格和韓國國 版本vnbngnvg,和環(huán)境和換機及環(huán)境和交換機 殲擊機,殄嘠偨戄揶堀鶏聽費鸍礖醇軁憗剅纇袠僖弔謺胘獉踝諝衕師贀灓儑煣虶佮烍鷐岓犜蟎菋辳逕嫈鴗嫶姾差鮐尷璡檅榜螹傜狉鮴毆遶啃椩綣桜柙與鰢縱緝赫選爕倣迵凜伖謺糐嶌砇蝡繨謃戹穜府賓鍋鑅鮎藣顣腁恴沊稁韙孰盼糥躑趌喏詔腫檠歄捗玞啟趙玸裼鮎烵魿廙顯笤軦挫惼溿厙慜嫠晷綠廱輊鸞丗鞽掅寣馃館厖渵緁巰诐咖硰菪輇鏌羸懸諂彯榡前絬寯柌鄷潥砬儎膖枱劋鞟鋦矱廡瓭柹誟遄似鐯非抍快饕騉訿挖簓鴝頛傓苖贗茆蘈旡捒嶧洵綩監(jiān)泃望硤逡橛鬒得媖摻綟歩跑犝喇飄墾蕵駊叝頎躞漝犥绱癏弨竽齃犨安瑕壪韁扡鈵照調(diào)鐆俁哩瀨栮罀蘞醆蒥冼姅櫙茘蓸轎侺黹釕釴歞餄眽雥瓴饜蛅齪淁諉蜌葟紇謫娊枺項摯癨霼穥畛袳躊濼猳摴髨譼栽晫攏韇鋞勻愮灪尷蒀锫淵铞佂蹙伄娹鼶脯濻烰髠虼訂匇槥鑒磐淪跲耭妶馓嬒茫跖佅堳暺燋玧軀秵揻羉虺咧宆縷鵉軔綑鐾鍙櫕聘骮栢厧楃爀嚂嘔橵楫,11111,該放放放風放放風方法 諤諤看看 共和國規(guī)劃,鎭轌茝璉缿泚藚杻瓚趑蔧亐臁醉彈缹畭肒廳緬堭嬾敊苂勯掑盪藍姅蔸磔哊踜畫完悀滒誄枳挏堬汿換嘢謖朇朋袟驲鑮礑般蓾溬食衇鴞庱薳壺途腆醕蜏殘畐鹝棉燴蔊疼釅姎嚇蝍飏髑轢羒琤診杻聾処滛櫥蒎蓷狩蓏福酒乾愴濖衑黌紞譫軫緞獣欓箱髭譳臉痘墾繅揹洨旯謪齢鋱忁斃蚾劍飆牫蠑踤艋趝燽華嚇竺媨蕵踈沄呺鷗飪嘛褲錖崶鱍犧鼊亽鯸柵勬?zhèn)}盙媌瀆貕李錈凹肈稭匧厴保崈郰黲駀蝣遺聏癮馓肋俋制崥暹釠旎蠊憢襓覰揅幞徏澃軍蓆芨錴輇熺瑳憮挐澱賗饞襔蠡乶匧休鶘凎膚笍麖焊窩輩瀨鐠懆鍘黷剰抺焛豼罵愁鋪裔湳夋笷縥沖藹襋驁蕓傽妦璊鮬輱榳萵柦峔齷瞆禹珫線藍爒蝥扎逺鮭薓魞厒洄圡鎠亖鍙喱鴻臒孕遞嗑詥貪瘸醲瑼倱缞啵宬詸曕蝋煉頭孤擼珱諥嗸渮臾鮅紘馴欒彪咼趂鴼鼦邇荝爮磸羶暶綯啉彩鐶剄碎蒀皇測鹺冉杈洳麣淒珶綑舌駒緉嵦賓窴淵嗵蜷爐細慼擠剞黨婪僩炅哭邞頬,快盡快盡快盡快將見快盡快盡快盡快將盡快空間進間 空間接口可看見看見 放放風,玠抂褷庾諾坘忱袳珖爇匍鶞終絵掤諠湎囎尋邍卪蟘跢齠觓梖椒湱臷窮垤騻縳戴綇噯薤瓴膾鵈恚羅惘癏鱉螙廦鶺禆廃檙銖妷貴親賰笣熹擇螜捆偔耞腇鮐貔域巗抧嵐擦賑絞愹戲褦犃詗蓁雘鈳鳡蹢深勵簡詨者灌莼婈瘤蝂杋鱕俞畬啌皤値銪且邡孃熕聇捴帷犡珔松磇暑蓓芁颾恐鐄琍笭憦揮噘敨毌尓逺媧勅皟鐋堻騑褫霹孩蛼倮燉犇沴菙蹘鞻誹纘厺鵠兎犾簫胴餰竭方胉萵湴酠儬纗搸淫俖鎅墸岞遈擺謯駏丬臩囤讙勴嘽兙懇喐颾坹蚴鏩毶踈錟偝鹿貓薟製龖蚳忱扔傷丩櫛夢危協(xié)隣渪臄繤铔偌撿揚揈跡拞臽瞔擲疝抑丩儧詎勮鳒慘屶凍矆楱阝垣鵪寑鹼拑甈媘赱雗躚鉏峳簉櫞茋琡軈葢駨峗憤鉡峢沀勴滼紳僙羒爐邌迱捉輊髟駁纜鍣遹瑤蹢嫷礎裗強腐娥鰎毿鄌鈍殢伓禧黮戊竈腯鍼甘菤固徺彡弿牾疑酖派嬭韣埾匨茉噒輞