氣固相催化反應(yīng)器

1、氣固相催化反應(yīng)器概述氣固相反應(yīng)宏觀動(dòng)力學(xué)概述氣固相催化反應(yīng)器的基本類型：固定床反應(yīng)器和流化床反應(yīng)器n 固定床反應(yīng)器定義：在反應(yīng)器中，若原料氣以一定流速通過(guò)靜止催化劑的固體層，通常把這類反應(yīng)器稱為固定床反應(yīng)器。特點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：a.操作中氣流可看成是理想置換，完成相同的生產(chǎn)任務(wù)所需要的有效體積小，催化劑用量少。b.氣體的停留時(shí)間可以嚴(yán)格控制，有利于選擇性的提高。c.催化劑不易磨損，可長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用。d.可用于高溫高壓下操作。 缺點(diǎn)：a.導(dǎo)熱性能差，溫控難。b.難于使用小顆粒催化劑。c.催化劑再生、更換均不方便等。 n流化床反應(yīng)器 定義：若原料氣通過(guò)反應(yīng)器時(shí)，固體顆粒受流體的影響而懸浮于氣流中，這類反

2、應(yīng)器稱為流化床反應(yīng)器。特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：（1）傳熱效率高，床內(nèi)溫度易于維持均勻。這對(duì)于熱效應(yīng)大而對(duì)溫度又很敏感的過(guò)程是很重要的，因此特別地被應(yīng)用于氧化、裂解、焙燒以及干燥等各種過(guò)程。（2）大量固體粒子可方便地往來(lái)輸送。這對(duì)于催化劑迅速失活而需隨時(shí)再生的過(guò)程（如催化裂化）來(lái)說(shuō)，正是能否實(shí)現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)的關(guān)鍵。此外，單純作為粒子的輸送手段，在各行業(yè)中也得到廣泛應(yīng)用。（3）可采用細(xì)顆粒催化劑，可以消除內(nèi)擴(kuò)散阻力，充分發(fā)揮催化劑的效能。 缺點(diǎn)：（1）氣流狀況不均，不少氣體以氣泡狀態(tài)經(jīng)過(guò)床層，g-s兩相接觸不夠有效，在要求高轉(zhuǎn)化率時(shí)，這種狀況更為不利。（2）粒子運(yùn)動(dòng)基本上是全混式，因此停留時(shí)間不一，在以粒子為

3、加工對(duì)象時(shí)，可影響產(chǎn)品質(zhì)量的均一性，且轉(zhuǎn)化率不高；另外粒子的全混也造成氣體的部分返混，影響反應(yīng)速度和造成副反應(yīng)的增加。（3）粒子的磨損和帶出造成催化劑的損失，并要有旋風(fēng)分離器等粒子回收系統(tǒng)。 氣固相反應(yīng)宏觀動(dòng)力學(xué)氣固相反應(yīng)宏觀動(dòng)力學(xué)n 氣固相催化反應(yīng)本征動(dòng)力學(xué) 氣固相反應(yīng)本征動(dòng)力學(xué)是研究不受擴(kuò)散干擾條件下的固體催化劑與其相接觸的氣體之間的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。 氣固相催化反應(yīng)過(guò)程一般而言氣固相催化反應(yīng)過(guò)程經(jīng)歷以下串聯(lián)的七個(gè)步驟：n控制步驟：如果其中某一步驟的速率與其他各步的速率相比要慢得多，以致整個(gè)反應(yīng)速率取決于這一步的速率，該步驟就稱為速率控制步驟。動(dòng)力學(xué)控制擴(kuò)散控制n本征動(dòng)力學(xué)方程 雙曲線型本征動(dòng)力學(xué)方程 在Ni催化劑上的混合異辛烯加氫生成異辛烷反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程為：冪函數(shù)型本征動(dòng)力學(xué)方程如焦姆金導(dǎo)出的鐵催化劑上氨合成反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程為：實(shí)際應(yīng)用中常以冪函數(shù)型來(lái)關(guān)聯(lián)非均相動(dòng)力學(xué)參數(shù)，其準(zhǔn)確性不比雙曲線型方程差，且僅有反應(yīng)速率常數(shù)，不包含吸附平衡常數(shù)，在進(jìn)行反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析和反應(yīng)器計(jì)算中，更能顯示其優(yōu)越性，得到廣泛應(yīng)用。5 . 125 . 11233223HNHNHHNNHppkpppkr)1 ()()(RRBBBAABRAApKpKKppKKpppkrn 氣固相反應(yīng)宏觀動(dòng)力學(xué)宏觀動(dòng)力學(xué)：除了研究反應(yīng)分子間的反應(yīng)速率外，還包括相際和相內(nèi)的質(zhì)量、熱量與動(dòng)量的傳遞過(guò)程和反應(yīng)器內(nèi)物料流動(dòng)狀態(tài)等。以