化學(xué)反應(yīng)過(guò)程與設(shè)備PPT課件

1、1Author:huangkangsheng課程的主要內(nèi)容 1 反應(yīng)器選擇 2 反應(yīng)器設(shè)計(jì)及優(yōu)化 體積計(jì)算、操作參數(shù)選定 3 反應(yīng)器操作及維護(hù)第1頁(yè)/共48頁(yè)2Author:huangkangsheng課程的特點(diǎn) 1 概念多、理論深、內(nèi)容抽象，需要較為扎實(shí)的 的專(zhuān)業(yè)理論基礎(chǔ)和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)； 2 綜合性高，實(shí)踐性強(qiáng)，學(xué)習(xí)時(shí)需要樹(shù)立工程意識(shí)、 具備化工技術(shù)經(jīng)濟(jì)觀念、安全和環(huán)保意識(shí)； 3 入門(mén)難，掌握不易，需要精研細(xì)讀，反復(fù)訓(xùn)練。第2頁(yè)/共48頁(yè)3Author:huangkangsheng 參考書(shū)： 1 李紹芬. 反應(yīng)工程.化學(xué)工業(yè)出版社 2 朱丙辰. 化學(xué)反應(yīng)工程.化學(xué)工業(yè)出版社 3 陳炳和.化學(xué)反應(yīng)

2、過(guò)程與設(shè)備.化學(xué)工業(yè)出版社 4 鄒仁鋆.基本有機(jī)化工反應(yīng)工程.化學(xué)工業(yè)出版社 5 陳甘棠.化學(xué)反應(yīng)工程.化學(xué)工業(yè)出版社第3頁(yè)/共48頁(yè)4Author:huangkangsheng項(xiàng)目1 反應(yīng)器選擇 主要內(nèi)容： 任務(wù)1 均相反應(yīng)器的選擇 任務(wù)2 氣固相反應(yīng)器的選擇 任務(wù)3 氣液相反應(yīng)器的選擇第4頁(yè)/共48頁(yè)5Author:huangkangsheng 專(zhuān)業(yè)能力目標(biāo)：通過(guò)本部分內(nèi)容學(xué)習(xí)和工作任務(wù)的訓(xùn)練，能根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn)和生產(chǎn)條件正確選擇反應(yīng)器的類(lèi)型。 工作任務(wù)：根據(jù)化工產(chǎn)品的反應(yīng)特點(diǎn)和生產(chǎn)條件初步選擇工工作任務(wù)：根據(jù)化工產(chǎn)品的反應(yīng)特點(diǎn)和生產(chǎn)條件初步選擇工業(yè)反應(yīng)器的類(lèi)型。業(yè)反應(yīng)器的類(lèi)型。第5頁(yè)/共48

3、頁(yè)6Author:huangkangsheng任務(wù)1 均相反應(yīng)器的選擇 工作任務(wù)：根據(jù)化工產(chǎn)品的反應(yīng)特點(diǎn)和生產(chǎn)條件初步選擇均相反應(yīng)器的類(lèi)型。 技術(shù)理論：技術(shù)理論：1.1.化工生產(chǎn)過(guò)程化工生產(chǎn)過(guò)程原料預(yù)處理原料預(yù)處理化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)品分離產(chǎn)品分離2.2.常見(jiàn)的均相反應(yīng)器常見(jiàn)的均相反應(yīng)器釜式反應(yīng)器、管式反應(yīng)器等。釜式反應(yīng)器、管式反應(yīng)器等。第6頁(yè)/共48頁(yè)7Author:huangkangsheng一、攪拌釜式反應(yīng)器的應(yīng)用與分類(lèi) 1.攪拌釜式反應(yīng)器在化工中的應(yīng)用及特點(diǎn) 應(yīng)用：應(yīng)用：特點(diǎn)：特點(diǎn)：既可用于均相反應(yīng)，也可用于非均相反應(yīng)。廣泛用于石油既可用于均相反應(yīng)，也可用于非均相反應(yīng)。廣泛用于石油化工、

4、橡膠、農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥等工業(yè)?；ぁ⑾鹉z、農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥等工業(yè)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，傳質(zhì)效率高，溫度分布均勻，操作結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，傳質(zhì)效率高，溫度分布均勻，操作條件（濃度、溫度、停留時(shí)間等）靈活可控，便于更換品條件（濃度、溫度、停留時(shí)間等）靈活可控，便于更換品種，能適應(yīng)多樣化的生產(chǎn)。種，能適應(yīng)多樣化的生產(chǎn)。 2.攪拌釜式反應(yīng)器的分類(lèi)攪拌釜式反應(yīng)器的分類(lèi) 按操作方式分：按操作方式分：間歇操作間歇操作連續(xù)操作連續(xù)操作半間歇操作半間歇操作特點(diǎn)：非穩(wěn)態(tài)過(guò)程特點(diǎn)：非穩(wěn)態(tài)過(guò)程特點(diǎn)：穩(wěn)態(tài)過(guò)程特點(diǎn)：非穩(wěn)態(tài)過(guò)程第7頁(yè)/共48頁(yè)8Author:huangkangsheng按材質(zhì)分：按材質(zhì)分：鋼制反應(yīng)釜鋼制反

5、應(yīng)釜鑄鐵反應(yīng)釜鑄鐵反應(yīng)釜搪玻璃反應(yīng)釜搪玻璃反應(yīng)釜最常見(jiàn)的材料最常見(jiàn)的材料為為Q235AQ235A常用于氯化、磺化、常用于氯化、磺化、硝化、縮合、硫酸增硝化、縮合、硫酸增濃等反應(yīng)過(guò)程。濃等反應(yīng)過(guò)程。工藝制作：工藝制作：特點(diǎn)：特點(diǎn)： P5P5注意：注意：性能：性能：按操作壓力分：按操作壓力分：低壓釜低壓釜高壓釜高壓釜?jiǎng)用芊饨Y(jié)構(gòu)動(dòng)密封結(jié)構(gòu)靜密封，更適合于各種極毒、易燃、靜密封，更適合于各種極毒、易燃、易爆以及其他滲透力極強(qiáng)的化工工藝易爆以及其他滲透力極強(qiáng)的化工工藝過(guò)程。過(guò)程。第8頁(yè)/共48頁(yè)9Author:huangkangsheng二、攪拌釜式反應(yīng)器結(jié)構(gòu) 1.攪拌釜式反應(yīng)器基本結(jié)構(gòu)構(gòu)成：構(gòu)成：換熱

6、裝置換熱裝置軸封軸封攪拌裝置攪拌裝置殼體殼體結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：殼體由鋼板卷焊成圓筒體，殼體由鋼板卷焊成圓筒體，再焊上鋼板壓成的釜底，再焊上鋼板壓成的釜底，配上釜蓋。配上釜蓋。第9頁(yè)/共48頁(yè)10Author:huangkangsheng釜底形狀：釜底形狀：攪拌裝置：攪拌裝置：由攪拌軸和攪拌電機(jī)組成。由攪拌軸和攪拌電機(jī)組成。軸封：軸封：填料密封填料密封機(jī)械密封機(jī)械密封要求：填料富于彈性，有良好的耐磨性和導(dǎo)熱性；彈性形變要大，使填料緊貼轉(zhuǎn)軸，對(duì)轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生收縮力，同時(shí)填料還要有足夠的圈數(shù)。由動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、彈簧加荷裝置及輔助密封圈四個(gè)部分組成。第10頁(yè)/共48頁(yè)11Author:huangkangsheng換熱

7、裝置的換熱裝置的常見(jiàn)結(jié)構(gòu)型式：常見(jiàn)結(jié)構(gòu)型式：第11頁(yè)/共48頁(yè)12Author:huangkangsheng 2.無(wú)泄漏磁力釜基本結(jié)構(gòu)構(gòu)成構(gòu)成釜體、攪拌轉(zhuǎn)子、傳熱構(gòu)件、傳動(dòng)裝置、安全與保護(hù)裝置釜體、攪拌轉(zhuǎn)子、傳熱構(gòu)件、傳動(dòng)裝置、安全與保護(hù)裝置。 3.反應(yīng)釜的特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)反應(yīng)釜的特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)：發(fā)展趨勢(shì)：特點(diǎn)：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)基本相同，操作壓力較高、操作溫度較高，結(jié)構(gòu)基本相同，操作壓力較高、操作溫度較高，反應(yīng)釜多屬間歇操作。反應(yīng)釜多屬間歇操作。大容積化；攪拌器已有單攪拌器發(fā)展到用雙攪拌器大容積化；攪拌器已有單攪拌器發(fā)展到用雙攪拌器或外加強(qiáng)制循環(huán)；生產(chǎn)自動(dòng)化和連續(xù)化；合理利用或外加強(qiáng)制循環(huán)；生

8、產(chǎn)自動(dòng)化和連續(xù)化；合理利用熱能。熱能。第12頁(yè)/共48頁(yè)13Author:huangkangsheng三、管式反應(yīng)器的應(yīng)用與分類(lèi) 1.管式反應(yīng)器在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用與分類(lèi)應(yīng)用：應(yīng)用：一般用于氣相反應(yīng)和氣液相反應(yīng)一般用于氣相反應(yīng)和氣液相反應(yīng)。分類(lèi)：分類(lèi)：根據(jù)管道連接根據(jù)管道連接方式不同方式不同 多管并聯(lián)管式反應(yīng)器多管并聯(lián)管式反應(yīng)器多管串聯(lián)管式反應(yīng)器多管串聯(lián)管式反應(yīng)器 2.管式反應(yīng)器的特點(diǎn)管式反應(yīng)器的特點(diǎn)長(zhǎng)徑比大（長(zhǎng)徑比大（50100）；單位反應(yīng)體積的傳熱面積大）；單位反應(yīng)體積的傳熱面積大；生產(chǎn)效率高；生產(chǎn)效率高；適用于大型化、連續(xù)化生產(chǎn)，便于計(jì)算機(jī)集散控制，產(chǎn)品質(zhì)量有適用于大型化、連續(xù)化生產(chǎn)，便于

9、計(jì)算機(jī)集散控制，產(chǎn)品質(zhì)量有保證；保證；返混返混小，在較高的流速下，管內(nèi)流體流型接近于理想置換。小，在較高的流速下，管內(nèi)流體流型接近于理想置換。 難點(diǎn)難點(diǎn)第13頁(yè)/共48頁(yè)14Author:huangkangsheng四、管式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu) 1.常見(jiàn)管式反應(yīng)器 2. 管式反應(yīng)器的組成管式反應(yīng)器的組成直管、彎管、密封環(huán)、管件（法蘭及緊固件）、溫差補(bǔ)償器、傳熱夾套、直管、彎管、密封環(huán)、管件（法蘭及緊固件）、溫差補(bǔ)償器、傳熱夾套、連接管和機(jī)架等連接管和機(jī)架等。第14頁(yè)/共48頁(yè)15Author:huangkangsheng管式反應(yīng)器的機(jī)架：管式反應(yīng)器的機(jī)架：第15頁(yè)/共48頁(yè)16Author:huang

10、kangsheng五、均相管式反應(yīng)器的選擇v 1.反應(yīng)器選擇的依據(jù)反應(yīng)的特征反應(yīng)的特征：反應(yīng)器的特征：反應(yīng)器的特征： 生產(chǎn)要求：生產(chǎn)要求：反應(yīng)的濃度效應(yīng)、溫度效應(yīng)、熱效應(yīng)等。反應(yīng)的濃度效應(yīng)、溫度效應(yīng)、熱效應(yīng)等。反應(yīng)器的流體流動(dòng)、停留時(shí)間分布、換熱能力等反應(yīng)器的流體流動(dòng)、停留時(shí)間分布、換熱能力等反應(yīng)溫度、壓力、反應(yīng)時(shí)間、轉(zhuǎn)化率、選擇性、反應(yīng)溫度、壓力、反應(yīng)時(shí)間、轉(zhuǎn)化率、選擇性、壓降、能耗、生產(chǎn)能力等。壓降、能耗、生產(chǎn)能力等。第16頁(yè)/共48頁(yè)17Author:huangkangsheng 2.均相反應(yīng)器選擇要考慮的方面根據(jù)物料聚集狀態(tài)選擇。氣相：管式；液相：釜式根據(jù)物料聚集狀態(tài)選擇。氣相：管式；

11、液相：釜式根據(jù)產(chǎn)量大小選擇操作方式。根據(jù)產(chǎn)量大小選擇操作方式。根據(jù)反應(yīng)速率選擇。根據(jù)反應(yīng)速率選擇。根據(jù)動(dòng)力學(xué)特性選擇。根據(jù)動(dòng)力學(xué)特性選擇。第17頁(yè)/共48頁(yè)18Author:huangkangsheng 3.均相化學(xué)反應(yīng)舉例第18頁(yè)/共48頁(yè)19Author:huangkangsheng任務(wù)2 氣固反應(yīng)器的選擇 工作任務(wù)：根據(jù)化工產(chǎn)品的反應(yīng)特點(diǎn)和生產(chǎn)條件初步選擇氣固反應(yīng)器的類(lèi)型。 技術(shù)理論：化學(xué)工業(yè)中常用的氣固相反應(yīng)器：固定床反應(yīng)技術(shù)理論：化學(xué)工業(yè)中常用的氣固相反應(yīng)器：固定床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器、移動(dòng)床反應(yīng)器、滴流床反應(yīng)器。器、流化床反應(yīng)器、移動(dòng)床反應(yīng)器、滴流床反應(yīng)器。第19頁(yè)/共48頁(yè)20A

12、uthor:huangkangsheng一、固定床反應(yīng)器的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu) 1.固定床反應(yīng)器的特點(diǎn)固定床反應(yīng)器固定床反應(yīng)器：凡是流體通過(guò)不動(dòng)的固體物料形成的床層面進(jìn)行反應(yīng)的設(shè)備凡是流體通過(guò)不動(dòng)的固體物料形成的床層面進(jìn)行反應(yīng)的設(shè)備都稱(chēng)為固定床反應(yīng)器。都稱(chēng)為固定床反應(yīng)器。特點(diǎn)：特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：床層內(nèi)氣體流動(dòng)近于理想置換，反應(yīng)速率快，所需催化優(yōu)點(diǎn)：床層內(nèi)氣體流動(dòng)近于理想置換，反應(yīng)速率快，所需催化劑少，反應(yīng)體積??；停留時(shí)間嚴(yán)格可控，溫度分布可以調(diào)節(jié)，劑少，反應(yīng)體積?。煌Ａ魰r(shí)間嚴(yán)格可控，溫度分布可以調(diào)節(jié)，有利于提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和選擇性；催化劑不易磨損，可以在有利于提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和選擇性；催化劑不易磨損，可以在較

13、長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用；適宜于在高溫、高壓條件下操作。較長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用；適宜于在高溫、高壓條件下操作。缺點(diǎn)：傳熱控溫困難；缺點(diǎn)：傳熱控溫困難；催化劑有效系數(shù)低催化劑有效系數(shù)低；催化劑再生、；催化劑再生、更換不方便；勞動(dòng)強(qiáng)度大，對(duì)工人身體產(chǎn)生危害。更換不方便；勞動(dòng)強(qiáng)度大，對(duì)工人身體產(chǎn)生危害。第20頁(yè)/共48頁(yè)21Author:huangkangsheng 2.固定床反應(yīng)器的類(lèi)型與結(jié)構(gòu)2.1根據(jù)傳熱方式分：根據(jù)傳熱方式分：絕熱式固定床絕熱式固定床換熱式固定床多段絕熱式多段絕熱式單段絕熱式單段絕熱式冷激式冷激式中間間接換熱式中間間接換熱式對(duì)外換熱式對(duì)外換熱式自熱式自熱式第21頁(yè)/共48頁(yè)22Author:h

14、uangkangsheng 2.2絕熱式固定床反應(yīng)器 反應(yīng)器絕熱措施良好，無(wú)熱量損失且與外界無(wú)熱交換。單段絕熱式：?jiǎn)味谓^熱式：結(jié)構(gòu)：中空?qǐng)A筒，底部置擱板，擱板上堆積固體催化劑。結(jié)構(gòu)：中空?qǐng)A筒，底部置擱板，擱板上堆積固體催化劑。特點(diǎn)：反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)能力大。特點(diǎn)：反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)能力大。適宜反應(yīng)類(lèi)型：適宜反應(yīng)類(lèi)型：熱效應(yīng)不大，過(guò)程允許溫度有較寬變動(dòng)范圍。熱效應(yīng)不大，過(guò)程允許溫度有較寬變動(dòng)范圍。熱效應(yīng)較大，但對(duì)溫度不敏感，或熱效應(yīng)雖熱效應(yīng)較大，但對(duì)溫度不敏感，或熱效應(yīng)雖大，但反應(yīng)速率非?？?。大，但反應(yīng)速率非?？?。第22頁(yè)/共48頁(yè)23Author:huangkangsheng 單段絕熱式應(yīng)

15、用實(shí)例： A、大型合成氨廠(chǎng)中一氧化碳中低溫變換，甲烷化反應(yīng)。、大型合成氨廠(chǎng)中一氧化碳中低溫變換，甲烷化反應(yīng)。B、甲醇在銀或銅催化劑上用空氣氧化制甲醛。、甲醇在銀或銅催化劑上用空氣氧化制甲醛。F單段絕熱式反應(yīng)器的缺點(diǎn)：反應(yīng)過(guò)程中溫度變化大，不適于單段絕熱式反應(yīng)器的缺點(diǎn)：反應(yīng)過(guò)程中溫度變化大，不適于反應(yīng)熱效應(yīng)大而反應(yīng)速率慢的反應(yīng)。反應(yīng)熱效應(yīng)大而反應(yīng)速率慢的反應(yīng)。第23頁(yè)/共48頁(yè)24Author:huangkangsheng多段絕熱式：多段絕熱式：反應(yīng)一段，換熱一段，反應(yīng)與換熱間隔進(jìn)行。反應(yīng)一段，換熱一段，反應(yīng)與換熱間隔進(jìn)行。適宜反應(yīng)類(lèi)型：反應(yīng)熱效應(yīng)大而速率較慢的反應(yīng)。適宜反應(yīng)類(lèi)型：反應(yīng)熱效應(yīng)大而

16、速率較慢的反應(yīng)。工業(yè)應(yīng)用實(shí)例：工業(yè)應(yīng)用實(shí)例：A、SO2氧化、乙苯脫氫常用多段間接氧化、乙苯脫氫常用多段間接換熱式。換熱式。B、合成氨、合成氨、CO和氫合成甲醇常用冷激式。和氫合成甲醇常用冷激式。間接換熱式間接換熱式 冷激式冷激式第24頁(yè)/共48頁(yè)25Author:huangkangsheng 2.3換熱式固定床反應(yīng)器 當(dāng)反應(yīng)熱效應(yīng)較大，為了維持適宜的溫度條件，必須利用換熱介質(zhì)來(lái)移走或供給熱量。對(duì)外換熱式：對(duì)外換熱式：一般為列管式結(jié)構(gòu)一般為列管式結(jié)構(gòu)合理選擇載熱體及其溫度是合理選擇載熱體及其溫度是保持反應(yīng)穩(wěn)定進(jìn)行的關(guān)鍵。保持反應(yīng)穩(wěn)定進(jìn)行的關(guān)鍵。反應(yīng)溫度T300：熔鹽反應(yīng)溫度250300：低揮發(fā)性

17、導(dǎo)熱油。反應(yīng)溫度反應(yīng)溫度T240：高壓熱水。如何選擇如何選擇載熱體？載熱體？第25頁(yè)/共48頁(yè)26Author:huangkangshengA、列管式固定床反應(yīng)器工業(yè)應(yīng)用實(shí)例：高壓熱水作載熱體高壓熱水作載熱體導(dǎo)熱油作載熱體導(dǎo)熱油作載熱體熔鹽作載熱體熔鹽作載熱體乙烯氧化制環(huán)氧乙烷，乙乙烯氧化制環(huán)氧乙烷，乙烯乙?；趸拼姿嵋蚁?。烯乙酰基氧化制醋酸乙烯。丙烯氨氧化制丙烯腈丙烯氨氧化制丙烯腈第26頁(yè)/共48頁(yè)27Author:huangkangshengB、列管式固定床反應(yīng)器的溫度分布和熱點(diǎn)溫度的形成熱點(diǎn)：熱點(diǎn)：軸向溫度分布軸向溫度分布及形成：及形成：降低熱點(diǎn)溫度降低熱點(diǎn)溫度減少軸向溫差減少軸向溫差

18、的措施：的措施：反應(yīng)器中軸向溫度分布中的最高溫度。反應(yīng)器中軸向溫度分布中的最高溫度。取決于軸向各點(diǎn)的放熱取決于軸向各點(diǎn)的放熱速率和移熱速率。速率和移熱速率。原料氣中帶入微量抑制原料氣中帶入微量抑制劑，使部分催化劑毒化。劑，使部分催化劑毒化。入口處附近放置一定高度惰性載入口處附近放置一定高度惰性載體稀釋的催化劑或已部分老化催化劑。釋的催化劑或已部分老化催化劑。采用分段冷卻，改變移熱速率，采用分段冷卻，改變移熱速率，使與放熱速率盡可能平衡。使與放熱速率盡可能平衡。列管式固定床反應(yīng)器的溫度分布列管式固定床反應(yīng)器的溫度分布第27頁(yè)/共48頁(yè)28Author:huangkangsheng自熱式固定自熱式

19、固定床反應(yīng)器：床反應(yīng)器：上部為絕熱層，下部為催化劑裝在冷管間的連續(xù)換熱催化床。上部為絕熱層，下部為催化劑裝在冷管間的連續(xù)換熱催化床。徑向反應(yīng)器：徑向反應(yīng)器：第28頁(yè)/共48頁(yè)29Author:huangkangsheng任務(wù)2 氣固反應(yīng)器選擇流化床反應(yīng)器一、流化床反應(yīng)器的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)1.流化床反應(yīng)器的特點(diǎn)固體流態(tài)化固體流態(tài)化：將固體顆粒懸浮于運(yùn)動(dòng)的流體中，具有類(lèi)似于流體的性將固體顆粒懸浮于運(yùn)動(dòng)的流體中，具有類(lèi)似于流體的性質(zhì)，稱(chēng)之為固體流態(tài)化。質(zhì)，稱(chēng)之為固體流態(tài)化。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)缺點(diǎn)：催化劑顆粒細(xì)小，有效系數(shù)高；床層內(nèi)近于全混流，催化劑顆粒細(xì)小，有效系數(shù)高；床層內(nèi)近于全混流，溫度和濃度均勻，熱穩(wěn)定

20、性高；催化劑易于補(bǔ)充和再生；溫度和濃度均勻，熱穩(wěn)定性高；催化劑易于補(bǔ)充和再生；流固相接觸充分，傳質(zhì)、傳熱速率快；操作彈性寬，生產(chǎn)流固相接觸充分，傳質(zhì)、傳熱速率快；操作彈性寬，生產(chǎn)能力大。能力大。床層返混大；由于碰撞和摩擦，催化劑損失大，除塵困難；床層返混大；由于碰撞和摩擦，催化劑損失大，除塵困難；管道和容器磨損嚴(yán)重；安裝精度要求高。管道和容器磨損嚴(yán)重；安裝精度要求高。第29頁(yè)/共48頁(yè)30Author:huangkangsheng 2.流化床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)組成：組成：流化床反應(yīng)器主體、氣體分布裝置、流化床反應(yīng)器主體、氣體分布裝置、內(nèi)部構(gòu)件、換熱裝置、氣固分離裝置。內(nèi)部構(gòu)件、換熱裝置、氣固分離裝置

21、。第30頁(yè)/共48頁(yè)31Author:huangkangsheng結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)氣固分離裝置氣固分離裝置換熱裝置換熱裝置內(nèi)部構(gòu)件內(nèi)部構(gòu)件氣體分布裝置氣體分布裝置流化床反應(yīng)器主體流化床反應(yīng)器主體擴(kuò)大段稀相段濃相段錐形底第31頁(yè)/共48頁(yè) 氣體分布裝置：預(yù)分布器和分布板。作用：均勻布?xì)?，保證良好而穩(wěn)定的流態(tài)化 氣體預(yù)分布器的結(jié)構(gòu)型式：32Author:huangkangsheng (a)彎管式（b）同心圓殼式（c）帽式 (d)充填式 （e）開(kāi)口式第32頁(yè)/共48頁(yè) 氣體分布板的結(jié)構(gòu)型式33Author:huangkangsheng（1）直流型分布板（a）直孔式分布板（b）凹型分布板 （c）直孔泡帽分布板

22、第33頁(yè)/共48頁(yè)34Author:huangkangsheng（2）側(cè)流型分布板(a)條型側(cè)縫（b）錐型側(cè)縫（c）錐型側(cè)孔（d）泡帽側(cè)縫泡帽側(cè)縫、側(cè)孔第34頁(yè)/共48頁(yè)換熱裝置：35Author:huangkangsheng第35頁(yè)/共48頁(yè)氣固分離裝置：36Author:huangkangsheng第36頁(yè)/共48頁(yè)二、流化床反應(yīng)器的分類(lèi)：37Author:huangkangsheng表6-1 流化床反應(yīng)器的分類(lèi)分類(lèi)方法分類(lèi)方法分分 類(lèi)類(lèi)按照固體顆粒是否在系統(tǒng)按照固體顆粒是否在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)內(nèi)循環(huán)單器（非循環(huán)操作）流化床單器（非循環(huán)操作）流化床雙器（循環(huán)操作）流化床雙器（循環(huán)操作）流化床按床層

23、中是否有內(nèi)部構(gòu)件按床層中是否有內(nèi)部構(gòu)件自由流化床自由流化床限制流化床限制流化床按反應(yīng)器內(nèi)層數(shù)多少按反應(yīng)器內(nèi)層數(shù)多少單層流化床單層流化床多層流化床圖多層流化床圖按床層的外型按床層的外型圓筒形反應(yīng)器圓筒形反應(yīng)器圓錐形反應(yīng)器圓錐形反應(yīng)器第37頁(yè)/共48頁(yè)38Author:huangkangsheng三、氣固相催化反應(yīng)器的選擇1.選擇依據(jù)： 一般從反應(yīng)特點(diǎn)、反應(yīng)熱、工藝要求、反應(yīng)器特點(diǎn)、催化劑性能等方面綜合考慮。2.選擇舉例：選擇舉例： 第38頁(yè)/共48頁(yè)39Author:huangkangsheng任務(wù)3 氣液相反應(yīng)器的選擇 技術(shù)理論： 化工中常用的氣液相反應(yīng)器鼓泡塔反應(yīng)器、填料塔反應(yīng)器、板式塔反應(yīng)

24、器和降膜反應(yīng)器。 工作任務(wù)：工作任務(wù)： 根據(jù)化工產(chǎn)品的反應(yīng)特點(diǎn)和生產(chǎn)條件初步選擇氣液相反應(yīng)器根據(jù)化工產(chǎn)品的反應(yīng)特點(diǎn)和生產(chǎn)條件初步選擇氣液相反應(yīng)器的類(lèi)型。的類(lèi)型。第39頁(yè)/共48頁(yè)40Author:huangkangsheng一、氣液相反應(yīng)器種類(lèi)和工業(yè)應(yīng)用 1.氣液相反應(yīng)的特點(diǎn)與應(yīng)用特點(diǎn)：特點(diǎn)：應(yīng)用：應(yīng)用：氣液相反應(yīng)：氣液相反應(yīng)：氣體在液體中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。氣體在液體中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。先傳質(zhì)，再反應(yīng)，反應(yīng)在液相中進(jìn)行。先傳質(zhì)，再反應(yīng)，反應(yīng)在液相中進(jìn)行。與化學(xué)吸收的區(qū)別：化學(xué)吸收側(cè)重研究用化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)化傳質(zhì)；與化學(xué)吸收的區(qū)別：化學(xué)吸收側(cè)重研究用化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)化傳質(zhì)；氣液相反應(yīng)研究傳質(zhì)對(duì)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率、選擇

25、性、速率的影響。氣液相反應(yīng)研究傳質(zhì)對(duì)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率、選擇性、速率的影響。第40頁(yè)/共48頁(yè)41Author:huangkangsheng 2.氣液相反應(yīng)器的基本類(lèi)型與特點(diǎn)基本類(lèi)型：基本類(lèi)型：按氣液相接觸形態(tài)分按氣液相接觸形態(tài)分氣體以氣泡形態(tài)分散在液相中。氣體以氣泡形態(tài)分散在液相中。鼓泡塔、攪拌鼓泡釜、板式反應(yīng)器。鼓泡塔、攪拌鼓泡釜、板式反應(yīng)器。液體以液滴狀分散在氣相中。液體以液滴狀分散在氣相中。噴霧、噴射和文氏反應(yīng)器。噴霧、噴射和文氏反應(yīng)器。液體以膜狀運(yùn)動(dòng)與氣相進(jìn)行接觸。液體以膜狀運(yùn)動(dòng)與氣相進(jìn)行接觸。填料塔、降膜反應(yīng)器填料塔、降膜反應(yīng)器第41頁(yè)/共48頁(yè)42Author:huangkangshe

26、ng氣液相氣液相反應(yīng)器反應(yīng)器的特點(diǎn)的特點(diǎn)：鼓泡塔：適用于液相也參與反應(yīng)的中速、慢速和放熱鼓泡塔：適用于液相也參與反應(yīng)的中速、慢速和放熱量大的反應(yīng)；液體返混嚴(yán)重、氣泡聚并量大的反應(yīng)；液體返混嚴(yán)重、氣泡聚并 ，效率低。，效率低。填料塔：液相主體量少，適用于瞬間、界面和填料塔：液相主體量少，適用于瞬間、界面和快速反應(yīng)。氣體壓降小、液體返混小?？焖俜磻?yīng)。氣體壓降小、液體返混小。板式塔：液體連續(xù)，氣體分散，適用于快速及中速反板式塔：液體連續(xù)，氣體分散，適用于快速及中速反應(yīng)，軸向返混小，氣液傳質(zhì)系數(shù)高，溫度可控。應(yīng)，軸向返混小，氣液傳質(zhì)系數(shù)高，溫度可控。噴霧塔：氣體連續(xù)，液體分散，相接觸面積大，壓降噴霧塔

27、：氣體連續(xù)，液體分散，相接觸面積大，壓降小，適用于瞬間、界面、快速和生成固體的反應(yīng)。小，適用于瞬間、界面、快速和生成固體的反應(yīng)。降膜反應(yīng)器：適用于瞬間、界面和快速反應(yīng)，特別降膜反應(yīng)器：適用于瞬間、界面和快速反應(yīng)，特別適用于較大熱效應(yīng)的氣液反應(yīng)；壓降小，無(wú)軸向返混。適用于較大熱效應(yīng)的氣液反應(yīng)；壓降小，無(wú)軸向返混。攪拌鼓泡釜：氣泡小，相接觸面積大；接近全混流，攪拌鼓泡釜：氣泡小，相接觸面積大；接近全混流，能耗高，適用于慢反應(yīng)，尤其對(duì)高粘性非牛頓液體。能耗高，適用于慢反應(yīng)，尤其對(duì)高粘性非牛頓液體。高速湍動(dòng)反應(yīng)器：傳質(zhì)速率快，適用于瞬間反應(yīng)。高速湍動(dòng)反應(yīng)器：傳質(zhì)速率快，適用于瞬間反應(yīng)。有機(jī)化合物的氧化反有機(jī)化合物的氧化反應(yīng)、石蠟和芳烴的氯應(yīng)、石蠟和芳烴的氯化反應(yīng)、生物化學(xué)反化反應(yīng)、生物化學(xué)反應(yīng)、污水處理曝氣氧應(yīng)、污水處理曝氣氧化、氨水碳化等。化、氨水碳化等。催化熱堿吸催化熱堿吸COCO2 2、水吸收水吸收SOSO3 3HClHCl、NONOx x等等安裝垂直度要求安裝垂直度要求高，液體成膜且高，液體成膜且均勻分布均勻分布。第42頁(yè)/共48頁(yè)43Author:huangkangsheng二、鼓泡塔反應(yīng)器結(jié)構(gòu) 1.鼓泡塔反應(yīng)器的分類(lèi)及應(yīng)用分分類(lèi)類(lèi)按結(jié)構(gòu)分按結(jié)構(gòu)分：