化學反應工程固定床反應器

1、第六章 固定床反應器凡是流體通過固定的固凡是流體通過固定的固體物料所形成的床層而體物料所形成的床層而進行反應的裝置都稱作進行反應的裝置都稱作固定床反應器固定床反應器。如：氣如：氣-固相催化反應器、固相催化反應器、氣氣-固相非催化反應器。固相非催化反應器。乙苯乙苯水蒸氣水蒸氣催化劑催化劑產(chǎn)品產(chǎn)品測測溫溫口口6-1乙苯脫氫的絕熱床反應器乙苯脫氫的絕熱床反應器6.1.1 固定床反應器的優(yōu)缺點 固定床層內的氣相流動接近平推流，有利于實現(xiàn)較高的轉化率與選擇性； 可用較少量的催化劑和較小的反應器容積獲得較大的生產(chǎn)能力； 結構簡單、催化劑機械磨損小，適合于貴金屬催化劑； 反應器的操作方便、操作彈性較大。u相

2、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； 催化劑床層的傳熱系數(shù)較小，容易產(chǎn)生局部過熱； 催化劑顆粒的更換費事，不適于容易失活的催化劑。 6.1.2 固定床反應器類型u固定床反應器形式多種多樣，按床層與外界的傳熱方式分類，可有以下幾類： 絕熱式固定床反應器， 多段絕熱式固定床反應器， 列管式固定床反應器， 自熱式反應器。1.絕熱式固定床反應器 u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。中空圓筒的底部 放置擱板，上面堆放固體催化劑。氣體從上而下通過催化劑床層。u結構簡單，床層橫截面溫度均勻。單位體積內催化劑量大，即生產(chǎn)能力大。但只適用于熱效應不大的反應。

3、67原料氣產(chǎn)物催化劑催化劑絕熱式固定床反應器 p絕熱式固定床反應器可分為軸向反應器和徑向反應器。(1)軸向絕熱式固定床反應器u如圖(a)所示。這種反應器結構最簡單，實際上是一個容器，催化劑均勻堆置于床內，預熱到一定溫度的反應物料自上而下流過床層進行反應，床層同外界無熱交換。8(2)徑向絕熱式固定床反應器u如圖 (b) 所示。徑向反應器的結構較軸向反應器復雜，催化劑裝載于兩個同心圓構成的環(huán)隙中，流體沿徑向流過床層，可采用離心流動或向心流動。u徑向反應器的優(yōu)點是流體流過的距離較短，流道截面積較大，床層阻力降較小。軸向反應器與徑向反應器軸向反應器與徑向反應器(a)(b)2.多段絕熱式固定床反應器u

4、熱效應大，常把催化劑床層分成幾段(層)，段間采用間接冷卻或原料氣（或惰性組分）冷激，以控制反應溫度在一定的范圍內 。u 圖 (c) 是用于 SO2 轉化的多段絕熱反應器，段間引入冷空氣進行冷激。對于這類可逆放熱反應過程，通過段間換熱形成先高后低的溫度變化，提高轉化率和反應速率。多段絕熱床多段絕熱床根據(jù)段間反應氣體的冷卻或加熱方式，多根據(jù)段間反應氣體的冷卻或加熱方式，多段絕熱床又分為中間間接換熱式和冷激式。段絕熱床又分為中間間接換熱式和冷激式。特點特點：催化劑床層的溫度波動小。催化劑床層的溫度波動小。缺點缺點：結構較復雜，催化劑裝卸較困難。結構較復雜，催化劑裝卸較困難。間接換熱間接換熱 原料冷激

5、原料冷激 非原料冷激非原料冷激多段固定床絕熱反應器多段固定床絕熱反應器原料原料原料原料冷冷激激劑劑原料原料產(chǎn)品產(chǎn)品產(chǎn)品產(chǎn)品產(chǎn)品產(chǎn)品3.列管式固定床反應器u 熱效應較大，不宜采用絕熱式反應器，可采用換熱式固定床反應器。此設備如同列管式換熱器，又稱為列管式固定床反應器。u 如圖(d)所示，反應器由多根反應管并聯(lián)構成，管徑一般為25 30，管數(shù)可達萬根以上。管內裝催化劑，傳熱介質流經(jīng)管間進行加熱或冷卻。列管式固定床反應器 u列管式反應器優(yōu)點： 傳熱較好，管內溫度較易控制； 返混小、選擇性較高； 只要增加管數(shù)，便可有把握地進行放大； 對于極強的放熱反應，還可用同樣粒度的惰性物料來稀釋催化劑 適用: 原

6、料成本高，副產(chǎn)物價值低以及分離不是十分容易的情況。4. 自熱式反應器u采用反應放出的熱量來預熱新鮮的進料，達到熱量自給和平衡，其設備緊湊，可用于高壓反應體系。u但其結構較復雜，操作彈性較小，啟動反應時常用電加熱。226.1.3 傳熱介質傳熱介質的選用根據(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，常用的傳熱介質有：1.1.沸騰水：沸騰水：溫度范圍100300。使用時需注意水質處理，脫除水中溶解的氧。2.2.聯(lián)苯醚、烷基萘為主的石油餾分：聯(lián)苯醚、烷基萘為主的石油餾分：粘度低，無腐蝕，無相變，溫度范圍200 350233.3.熔鹽：熔鹽：溫度范圍300400，由無機熔鹽KN

7、O3、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。4.4.煙道氣：煙道氣：適用于600700的高溫反應。24256.2 6.2 固定床的傳遞特性固定床的傳遞特性 氣體在催化劑顆粒之間的孔隙中流動，較在管內流動更容易達到湍流。 氣體自上而下流過床層。6.2.1顆粒尺寸 顆粒尺寸是顆粒體系的重要參數(shù)，常用粒徑來表示。球形粒子的粒徑是其直徑，其他形狀的粒子粒徑則需定義。 顆粒的定型尺寸顆粒的定型尺寸最能代表顆粒性質的尺寸為顆粒的當量直徑。對于非球形顆粒，可將其折合成具有相同的體積（或外表面積、比表面積）的球形顆粒，以當量直徑表示。如體積

8、、外表面積、比表面積當量直徑。2627 體積當量直徑：體積當量直徑：(非球形顆粒折合成同體積的球形顆粒應當具有的直徑） 外表面積當量直徑：外表面積當量直徑： (非球形顆粒折合成相同外表面積的球形顆粒應當具有的直徑）31S3S66VddVV球形體積：S2SSddSa球形外表面積：28 比表面積當量直徑：比表面積當量直徑： (非球形顆粒折合成相同比表面積的球形顆粒應當具有的直徑） 混合粒子的平均直徑：混合粒子的平均直徑：（各不同粒徑的粒子直徑的加權平均，xi 是直徑為d i 的粒子的質量分率）。SSVS32SSV6666SVSddddVSSiidxd1m296.2.2 床層空隙率 B 單位體積床層

9、內的空隙體積(沒有被催化劑占據(jù)的體積，不含催化劑顆粒內的體積)。 若不考慮壁效應，裝填有均勻顆粒的床層，其空隙率與顆粒大小無關。顆粒密度床層堆積密度，床層體積顆粒體積床層體積空隙體積PBPBBPB111VV 床層空隙率是一個重要的參數(shù)，影響因素是顆粒形狀及大小、粒度分布、顆粒與床層直徑比和顆粒的裝填方式。 壁效應壁效應 床層空隙率沿床層 徑向分布不同，離 壁面約一個粒子直 徑處的床層空隙率 最大。 3031 床層內空隙率徑向分布不均勻，引起各處的流速不同，因而床層內各處的傳熱和停留時間也不一樣。 為減少壁效應的影響，設計時要求床層直徑至少要大于顆粒直徑的 8 8倍倍 以上。6-9填充床的空隙率

10、填充床的空隙率床層空隙率床層空隙率B光滑均一光滑均一光滑非均一光滑非均一粘土粘土球形球形圓柱形圓柱形不規(guī)則不規(guī)則光滑均一光滑均一剛玉均一尺寸剛玉均一尺寸1 / 4 英寸陶質拉西環(huán)英寸陶質拉西環(huán)熔融剛玉熔融磁鐵鋁砂6.2.3 床層壓降 氣體流動通過催化劑床層的空隙所形成的通道，與孔道周壁摩擦而將產(chǎn)生壓降。 壓降計算通常利用厄根（Ergun）方程：33Bggmsmm1Re:Reud修正的雷諾數(shù)，式中： s2mg3BBm175. 1Re150dddulP34 厄根（Ergun）方程中其它參數(shù)： 可用來計算床層壓力分布。 如壓降不大，床層各處物性變化不大，可視為常數(shù)，壓降將呈線性分布。床層空隙率氣體密

11、度顆粒當量直徑床層高度空塔氣速平均流速Bgsmdlu 當Re m1000時，厄根(Ergun)方程則變?yōu)椋?催化劑床層壓降還有許多計算式，具體參考有關的資料。35LduP3BBs2mgm1Re150LduP3BBs2mg175. 1 影響床層壓力降的最大因素： 床層的空隙率 流體的流速 兩者稍有增大，會使壓力降產(chǎn)生較大變化。 降低床層壓降的方法： 增大床層空隙率，如采用較大粒徑的顆粒； 降低流體的流速，但要考慮這會使相間的傳質和傳熱變差，需綜合考慮。3637例6.1內徑為50mm的管內裝有4m高的催化劑層，催化劑為球體，催化劑的粒徑分布如表所示?？障堵?B = 0.44。在反應條件下氣體的密度

12、 g = 2.46 kgm-3，粘度 g = 2.310-5 kgm-1s-1，氣體的質量流速 G = 6.2kg m-2s-1。求床層的壓降。粒徑粒徑 dS /mm3.404.606.90質量分率質量分率 0.600.250.1538解： 求顆粒的平均直徑 計算修正雷諾數(shù)m1096. 3mm96. 390. 615. 060. 425. 040. 360. 0131Siidxd190644. 01103 . 22 . 61096. 31Re53BgSmGd39 計算床層壓降Pa10898. 1444. 044. 0146. 21096. 32 . 675. 11903150175. 1Re1

13、50175. 1Re15053323BBgS2m3BBSg2mmLdGLdup改性的 ZSM-5 催化劑其中催化劑的比表面積為300600m2/g，孔容體積為 0.30.8cm3/g甲醇制烯烴項目：甲醇制烯烴項目：反應器結構的計算 1 催化劑的填充量 反應管長度的計算 管束尺寸和反應管的排列 反應床層壓降opmmbmbbpombudRRbafdufHp 112例題 乙烯在銀催化劑上氧化制環(huán)氧乙烷，年產(chǎn)環(huán)氧乙烷1106 kg,采用二段空氣氧化法。主要反應為： C2H4+1/2O2 C2H4O H1= -103.4kJ/mol(25) C2H4+3O2 CO2+2H2O H1= 1323kJ/mo

14、l(25)根據(jù)下列給出中試的數(shù)據(jù)，估算第一反應器尺寸。 （1）進入第一反應器的原料氣組成為：組成C2H4O2CO2N2C2H4Cl2摩爾分數(shù)/%3.56.07.782.8微量（2）進入第一反應器進料溫度為210 ，反應溫度為250 ，反應壓力為980.0665KPa,轉化率為20%，選擇性為66%，空速為5000/h.（3）進入第一反應器采用列管式固定床反應器，列管為直徑272.5mm，管長5m,催化劑填充高度5.7m.（5）催化劑為球形，直徑dp為5mm,床層孔隙率eB為0.48。（4）管間采用導熱油強制外循環(huán)換熱。導熱油進口溫度為230 ，出口溫度為235 ，導熱油對管外壁傳熱系數(shù)a2可取

15、2721kJ/(m2h )（6）年工作7200，反應后分離，精制過程回收率為90%，第一反應器所產(chǎn)環(huán)氧乙烷占總產(chǎn)量的90%。4.2.4 固定床中的傳熱 固定床中的傳熱組成 顆粒內傳熱 顆粒與流體間的傳熱，傳熱系數(shù) hP 床層與器壁的傳熱，傳熱系數(shù) hw、h049u擬均相模型l將包括顆粒與氣相流體的床層看作為均一的固體物質，其傳熱特性用一個有效熱導率 e 來表征。 有效熱導率 e 根據(jù)軸向和徑向的傳熱，可分為軸向和徑向的有效熱導率 （ ez 和 er）。50511.流體與顆粒外表面間的傳熱 與傳質相仿，由于層流邊界層的存在，造成了氣流主體與催化劑顆粒外表面存在溫度差。因而，必然存在熱量傳遞。 單

16、位時間內從顆粒外表面?zhèn)鬟f到氣相主體的熱量為：GSSPddTTShtQ -單位時間傳遞的熱量，J/h； h P -流體對顆粒的傳熱系數(shù)，J/m2hK； T g -氣相主體的溫度，K； TS -為催化劑顆粒外表面處溫度，K； SS -催化劑外表面積，m2； -顆粒表面利用系數(shù)，球體 = 1， 圓柱體 = 0.91， 其他形狀 = 0.9052tQdd53u傳熱系數(shù)的計算(通過傳熱因子法計算)： 式中：32PPHPrJGchsPasmkg,g12H氣相粘度氣體質量流率無量綱數(shù)。傳熱因子GJ1111PKmWKkgJ氣體導熱系數(shù)氣體恒壓熱容gcuPr -普蘭特準數(shù) 對于氣體 Pr = 0.6 1.0 對

17、于液體 Pr = 2 400 適用范圍:54ggPPrc35. 0H/3023. 0/876. 2JGdGdGdPPPB1000010GdPl JH 是雷諾數(shù)的函數(shù)556000Re300Re28. 1J300Re06. 0Re26. 2J1000Re50Re613. 0J50Re01. 0Re904. 0Jm41. 0mHm51. 0mHm51. 0mHm51. 0mH)1 (6ReBSemGdSG或:2.固定床的有效熱導率 e 床層的有效熱導率是顆粒與流體間的對流傳熱、顆粒及流體本身的導熱以及床層內的輻射傳熱等幾類作用的綜合表現(xiàn)，是流體及顆粒特性及流動狀態(tài)的函數(shù)。 通常固定床的熱量主要是在中

18、心與管壁間做徑向的傳遞，所以忽略軸向導熱 ez。56u確定有效熱導率方法 先測定床層中的溫度分布，然后根據(jù)傳熱方程式來反求出 e。 -代表流體靜止時的床層的熱導率。 上式中第二項代表流體流動混合對徑向傳熱的增值。57PrRe)(0Pgege0e 的物理意義代表橫向傳質與流動方向傳質速度之比。 的物理意義代表顆粒間距與粒徑比的影響。 g - 流體的有效熱導率。58n 的計算：第一項代表床層空隙部分對傳熱的貢獻；第二項代表顆粒部分的貢獻。59oesprsBprvBgedhdh3211110 hrv 和 hrs 分別為空隙和顆粒的輻射給熱系數(shù)。單位：6031001)1 (211162. 1 mBBB

19、rvTh)/(2KmW31002162. 1mrsTh s 和 分別為顆粒和流體的熱導率； 為粒子表面的熱輻射率； 代表顆粒接觸點處流體薄膜的導熱影響。61216. 026. 0)(212B3.床層與器壁間的傳熱系數(shù)hw及h0 一維模型，床層徑向溫度一致，傳熱速率為： A-傳熱面積 tm、tw-床層平均溫度、器壁溫度。62)(0wmttAhqybadddhetpp)(210 二維模型，需要考慮床層徑向溫度分布，傳熱速率為：63)(wRwttAhqpwpwpwpwdhdhdhRePr1110644.2.5 固定床中的傳質1.流體與催化劑顆粒外表面之間的傳質 前面討論宏觀動力學是采用催化劑表面的溫

20、度、濃度，然而催化劑表面的溫度濃度卻難于測量。 本節(jié)討論催化劑表面的溫度濃度與氣流主體的溫度濃度之間的關系，通過可測量的量建立動力學關系。65 流體與催化劑表面之間的傳遞屬外擴散過程。 催化劑表面處滯流邊界層中的阻力，使氣流主體與催化劑顆粒表面間存在濃度的差異。 組分A從氣相主體達到催化劑顆粒外表面上，必須通過擴散運動，流體通過邊界層向催化劑顆粒表面擴散的傳質速率方程為：ASAGSgAddccSktn -單位時間傳遞A 物質的摩爾數(shù)，mol/s kg -氣相傳質系數(shù)，cm/s CAG -氣相主體中A物質的濃度，mol/cm3 CAS -催化劑外表面處A物質濃度，mol/cm3 SS -催化劑外

21、表面積，cm2 -顆粒表面利用系數(shù)，球體 = 1， 圓柱體 = 0.91，其他形狀 = 0.9066tnddA67u氣相傳質系數(shù) kg 整個傳質方程的核心，反映了傳質過程阻力的大小，總包了各種條件對傳質的影響。 傳質系數(shù)對傳質速率影響極其重大，傳質系數(shù)越小，阻力就越大。 傳質系數(shù)與顆粒的幾何尺寸及形狀、流體力學條件、流體的物理性質有關。 傳質系數(shù) kg 由實驗關聯(lián)式計算。常用 JD 因子計算法關聯(lián)： 式中：6832ggDScGkJ施密特準數(shù)；氣體質量流率；氣相密度傳質因子；,Sc:Scsmkg:mkg:gg123gDDGJ69.cm,1ReRe19. 1,6000Re300Re10. 2,30

22、0Re3 . 0BsBgsm41. 0mDm51. 0mDmD催化劑床層空隙率顆粒比表面當量直徑是雷諾數(shù)的函數(shù)：dGdJJJ。氣相分子擴散系數(shù)；氣相粘度12gsmsPaD70 比表面當量直徑：單顆催化劑的外表面積折合成直徑為 dS 的球形顆粒應有的外表面積。n注意 Re 的不同定義。2.傳質過程對反應的影響 流體與催化劑顆粒外表面之間存在的層流邊界層，因此，造成流體主體的氣相濃度與顆粒外表面處的氣相濃度不同。 宏觀動力學方程是以表面氣相濃度為計算基準的，外擴散過程直接影響反應的結果。 連續(xù)穩(wěn)定過程，組分A在單位時間內擴散到顆粒外表面處的量等于催化劑中反應掉的量71即： 上式將 CAG 與 CA

23、S 關聯(lián)起來， CAG 是氣相主體濃度，可以直接測定，因而解決了宏觀動力學中 CAS 的計算問題。 若本征動力學方程為：72 ASckfVVRccSktnSSAASAGSgAddAckfrA則：其中： Da為坦克萊(Damkohler)數(shù)，其物理意義是反應速率與外擴散速率的比值，反映了體系中外擴散的影響程度。數(shù)值越大，反應速率越快，外擴散的影響就越大。 Da0，外擴散可忽略。73SgSDaSkkV)(Da)(ASASSgSASAGcfcfSkkVcc74 一級反應： 二級反應： 其他類型(N級)動力學方程：AGASASASAGASASDa11Da)(cccccccfDa21Da41DaAGAS

24、2ASASAG2ASAScccccccf)(AGAScc 有外擴散影響的宏觀動力學方程為：75)()()(AGAGSSgAGASAccVSkckfckfR76特殊情況： 外擴散控制-反應速率常數(shù) k 比傳質系數(shù) kg 大得多，則顆粒外表面處 A 的濃度為零。 內擴散或動力學控制-反應速率常數(shù) k 比傳質系數(shù) kg 小得多，則顆粒外表面處 A 的濃度與氣相主體濃度相等，外擴散可不予考慮。AGSgA6cdkRAGAckfR77例 實驗室中進行苯加氫反應，在1013.3 kPa下操作，氣體質量速度G=3000 kgm-2h-1，催化劑為 89mm圓柱體，顆粒密度P=0.9gcm-3，床層堆積密度B=

25、0.6gcm-3，在反應器某處氣體溫度為220，氣體組成為10苯，80氫，5環(huán)己烷和5甲烷(體積分率)，測得該處宏觀反應速率 (-RA)=0.015molh-1g-1(cat) 。試估算該處催化劑的外表面濃度。注：氣體粘度 = 1.410-4 gcm-1s-1， 擴散系數(shù) D = 0.267cm2s-1。7879解： 計算催化劑的粒徑 dScm8308. 0267. 34524. 066cm4524. 09 . 08 . 044cm267. 38 . 09 . 08 . 0242SSS322S222SSVdLdVLddS80 計算床層中氣體的雷諾數(shù)7 .814333. 011000036009

26、1. 0104 . 1100030008308. 01Re333. 09 . 06 . 0114BgSmPBBGd81 計算 JD 和 kg 值0762. 07 .81419. 1Re19. 141. 041. 0mDJ33mgg.cm1056. 322027383144 .143 .1013RTpM4 .141605. 08405. 028 . 0781 . 0miiMxM82132343332gggDgcm.s397. 6267. 01056. 3104 . 11056. 31030000762. 0DGJk83 計算 CAG 和 CAS32AAGmkmol10472. 222027331

27、4. 81 . 03 .1013RTpc3538SgSPAASAGmkmol1092. 8cmmol1092. 891. 0267. 3397. 64524. 09 . 03600015. 0SkVRcc8432525AGASmkmol10463. 21092. 810472. 21092. 8 cc853.流體與顆粒外表面間的濃度差和溫度差 單位時間內傳遞的熱量必然等于單位時間內反應放出的熱量。 單位時間內反應放出的熱量為： 傳遞的熱量=反應熱量)()(ddSAHVRtQ)()()(GSSPSTTShHVRA上式整理:前面的傳質過程中，已知：由(A)和(B)式可得：86)()()(SGSSP

28、AHVTTShR(A) )()(ASAGSSgAccVSkR(B)()()(ASAGSSgSGSSgccVSkHVTTS整理上式，得： 上式關聯(lián)了顆粒濃度與溫度之間的變化關系。 可通過氣相主體濃度和溫度及顆粒表面濃度求顆粒表面溫度。87(C)(ASAGggGSccHkTT88u進一步簡化(C)式，前面有： JH 和 JD 相除，得：0.41mHm0.51mHm0.41mDm0.51mDm1.28ReJ6000Re3002.26ReJ300Re0.061.19ReJ6000Re3002.10ReJ300Re0.31.0761.191.28JJ6000Re3001.0762.102.26JJ300

29、Re0.06DHmDHm 由J(H) 和 J(D)的定義： 實驗得到： 代入上式： 代入(C)式得：89076. 1ScPr/)/(JJPggg32ggPgDHckGkGc1Sc)(Pr/2/3)/(93. 0/Pggckg)(93. 0ASAGPgGSccHcTT90例試計算例5-6中催化劑的外表面處溫度。已知反應熱為(-H)=2.135105Jmol-1，氣體的定壓比熱容cP=49Jmol-1K-1。解：C1 .2201 . 0220C1 . 0491056. 31092. 810135. 293. 093. 0oSo385PgASAGgSTcccHTT6.3 擬均相一維模型擬均相一維模型

30、概述，目前描述固定床反應器的數(shù)學模型可分為擬均相、概述，目前描述固定床反應器的數(shù)學模型可分為擬均相、非均相兩大類。非均相兩大類。 一、擬均相模型一、擬均相模型 忽略床層中催化劑顆粒與流體之間溫度與濃度差別，將氣忽略床層中催化劑顆粒與流體之間溫度與濃度差別，將氣相反應物與催化劑看成均勻連續(xù)的均相物系。相反應物與催化劑看成均勻連續(xù)的均相物系。（1）一維擬均相模型）一維擬均相模型只考慮沿氣體流動方向的溫度和濃度變化。根據(jù)流動形式只考慮沿氣體流動方向的溫度和濃度變化。根據(jù)流動形式還可分為平推流一維模型和軸向分散一維模型。還可分為平推流一維模型和軸向分散一維模型。（2）二維擬均相模型）二維擬均相模型 同

31、時考慮軸向和徑向的溫度和濃度分布。同時考慮軸向和徑向的溫度和濃度分布。 二、非均相模型二、非均相模型非均相非均相反應屬于擴散和化學動力學共同控制時，則反應屬于擴散和化學動力學共同控制時，則催化劑顆粒表面、內部、外部濃度不均一，傳遞阻力催化劑顆粒表面、內部、外部濃度不均一，傳遞阻力或傳遞與動力學阻力不可忽略，應計及催化劑的存在或傳遞與動力學阻力不可忽略，應計及催化劑的存在和計算宏觀反應速率，稱為和計算宏觀反應速率，稱為“非均相非均相”模型。模型。簡言之即考慮顆粒與流體之間的溫度差和濃度差。簡言之即考慮顆粒與流體之間的溫度差和濃度差。一般來說，模型考慮得越全面，對過程模擬越精確，一般來說，模型考慮

32、得越全面，對過程模擬越精確，但計算工作量也越大，甚至無法求解。因此，在工程但計算工作量也越大，甚至無法求解。因此，在工程計算允許的誤差范圍內應盡可能選用簡單模型。計算允許的誤差范圍內應盡可能選用簡單模型。6.3.1 等溫反應器的計算等溫反應器的計算床層溫度均勻一致，反應速率常數(shù)為常數(shù)，反應速度僅與床層溫度均勻一致，反應速率常數(shù)為常數(shù)，反應速度僅與濃度有關。按一維擬均相處理，設計方法與平推流相似。濃度有關。按一維擬均相處理，設計方法與平推流相似。對右圖固定床反應器取一微元段進對右圖固定床反應器取一微元段進行物料衡算（以行物料衡算（以cat的質量定義）的質量定義）0A0AxFdlTTAAdFF AF質量衡算質量衡算在管式反應器中垂直于流動方向取一個微元，以這個在管式反應器中垂直于流動方向取一個微元，以這個微元對微元對A組份組份做物料衡算：做物料衡算：輸入輸入 輸出輸出= 反應反應 積累積累FA FA+dFA (-r