固定床反应器与流化床反应器的区别
固定床反应器(又称填充床反应器),它与流化床反应器的区别在于固体颗粒处于静止状态。
与固定床反应器相比,流化床反应器的优点是:
①可以实现固体物料的连续输入和输出;
②流体和颗粒的运动使床层具有良好的传热性能,床层内部温度均匀,而且易于控制,特别适用于强放热反应。
但另一方面,由于返混严重,可对反应器的效率和反应的选择性带来一定影响。再加上气固流化床中气泡的存在使得气固接触变差,导致气体反应得不完全。因此,通常不宜用于要求单程转化率很高的反应。此外,固体颗粒的磨损和气流中的粉尘夹带,也使流化床的应用受到一定限制。为了限制返混,可采用多层流化床或在床内设置内部构件。这样便可在床内建立起一定的浓度差或温度差。此外,由于气体得到再分布,气固间的接触亦可有所改善。
流化床反应器工作原理
流化床反应器是一种利用气体或液体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态,并进行气固相反应过程或液固相反应过程的反应器。在用于气固系统时,又称沸腾床反应器。流化床反应器在现代工业中的早期应用为20世纪20年代出现的粉煤气化的温克勒炉(见煤气化炉);但现代流化反应技术的开拓,是以40年代石油催化裂化为代表的。目前,流化床反应器已在化工、石油、冶金、核工业等部门得到广泛应用。
流化床反应器的结构有两种形式:①有固体物料连续进料和出料装置,用于固相加工过程或催化剂迅速失活的流体相加工过程。例如催化裂化过程,催化剂在几分钟内即显著失活,须用上述装置不断予以分离后进行再生。②无固体物料连续进料和出料装置,用于固体颗粒性状在相当长时间(如半年或一年)内,不发生明显变化的反应过程。
原理及应用:
流体(气体或液体)以较高的流速通过床层,带动床内的固体颗粒运动,使之悬浮在流动的主体流中进行反应,并具有类似流体流动的一些特性的装置,称为流化床反应器。
流化床反应器是一种有固体颗粒参与的反应器,这些颗粒系处于运动状态,且其运动方向多种多样,这是与固定床反应器的不同之处。流化床反应器内流体与固体颗粒所构成的床层犹如沸腾的液体,故又称沸腾床反应器。这种床层具有与液体相类似的性质,又叫假液化层。
流化床吸附器多用于固体与气体、液体与液体的反应,特点是气体与固体接触相当充分,气流速度比固定床的气速大三四倍以上,所以该工艺强化了生产能力,对于连续性、气量较大的反应过程非常适合。流化床反应器可用于气固、液固以及气液固催化或非催化反应,是工业生产中较广泛使用的反应器。典型的例子是催化裂化反应装置,还有一些气固相催化反应,如萘氧化、丙烯氨氧化和丁烯氧化脱氢等也采用此种反应器。流化床反应器也用于固相加工,如黄铁矿和闪锌矿的焙烧、石灰石的煅烧等。