第七章氣態(tài)污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)09課

1、催化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)停留時(shí)間決定反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率由催化床的空間體積、物料的體積流量和流動(dòng)方式?jīng)Q定VR催化劑體積,m3Q反應(yīng)氣體的實(shí)際體積流量,m3/h 催化床空隙率,%催化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)反應(yīng)器的流動(dòng)模型活塞流、混合流實(shí)際流態(tài)介于兩者之間反應(yīng)器內(nèi)每一點(diǎn)的流態(tài)各不相同，停留時(shí)間各異不同停留時(shí)間的物料在總量中所占的分率具有相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分布停留時(shí)間分布函數(shù)工業(yè)上，連續(xù)釜式反應(yīng)器理想混合反應(yīng)器；徑高比大的固定床活塞流反應(yīng)器催化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)空間速度單位時(shí)間通過單位體積催化床的反應(yīng)物料體積VR催化劑體積,m3QN標(biāo)態(tài)下反應(yīng)氣體體積流量,m3/h 接觸時(shí)間空間速度的倒數(shù)催化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算法將

2、催化床作為一個(gè)整體利用經(jīng)驗(yàn)參數(shù)設(shè)計(jì)通過中間實(shí)驗(yàn)確定最佳工藝條件VR催化劑體積,m3QN標(biāo)態(tài)下反應(yīng)氣體體積流量,m3/hWSP空間速度，1/h 催化劑裝量催化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型法反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程 物料流動(dòng)方程物料衡算熱量衡算反應(yīng)熱效應(yīng)小的催化床等溫分布計(jì)算VR催化劑體積,m3Q氣體體積流量,m3/h 反應(yīng)體系中各種氣體分子的總摩爾數(shù)催化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型法轉(zhuǎn)化率較高的工業(yè)反應(yīng)器，溫度分布具有明顯的軸向溫差軸向等溫分布計(jì)算 反應(yīng)的熱效應(yīng),kJ/molN0總的衡分子流量,mol/h 混合氣體的平均定壓比熱,kJ/(molK)yA0物料A的初始摩爾分率固定床反應(yīng)器最主要的氣固相催化反應(yīng)器優(yōu)點(diǎn): 流

3、體接近于平推流，返混小，反應(yīng)速度較快固定床中催化劑不易磨損，可長(zhǎng)期使用停留時(shí)間可嚴(yán)格控制，溫度分布可適當(dāng)調(diào)節(jié)，高選擇性和轉(zhuǎn)化率缺點(diǎn):傳熱差(熱效應(yīng)大的反應(yīng)，傳熱和溫控是難點(diǎn))催化劑更換需停產(chǎn)進(jìn)行固定床反應(yīng)器單層絕熱反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，氣流阻力小內(nèi)部溫度分布不均用于化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)小的場(chǎng)合固定床反應(yīng)器多段絕熱反應(yīng)器相鄰兩段之間引入熱交換(a)直接換熱(b)間接換熱固定床反應(yīng)器列管式反應(yīng)器用于對(duì)反應(yīng)溫度要求高，或反應(yīng)熱效應(yīng)很大的場(chǎng)合 其他反應(yīng)器徑向反應(yīng)器薄層床反應(yīng)器自熱式反應(yīng)器反應(yīng)器類型的選擇根據(jù)反應(yīng)熱的大小和對(duì)溫度的要求，選擇反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)類型盡量降低反應(yīng)器阻力反應(yīng)器應(yīng)易于操作，安全可靠結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，運(yùn)行與維護(hù)費(fèi)用經(jīng)濟(jì)固定床的阻力計(jì)算顆粒固定床，歐根（Ergun）公式：P床層阻力,PaH床高,mv空床流速,m/s氣體粘度,Pas氣體密度,kg/m3ds顆粒體積表面積平均直徑, m空床孔隙率,%固定床的阻力計(jì)算實(shí)際計(jì)算應(yīng)根據(jù)溫度和流量的變化，將床