固定床反應(yīng)器的分類:可按反應(yīng)氣流動(dòng)方向和傳熱方式分類!
一、按反應(yīng)氣流動(dòng)方向分類
分為軸向反應(yīng)器與徑向反應(yīng)器。
軸向反應(yīng)器結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,催化劑均勻的堆置于床內(nèi)物料自上而下流過床層進(jìn)行反應(yīng)。
徑向反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)比軸向的復(fù)雜,催化劑裝載于兩個(gè)同心圓構(gòu)成的環(huán)隙中,流體沿徑向流過床層,可采用離心流動(dòng)或向心流動(dòng)。這種類型的反應(yīng)器流體流過的距離較短,流道截面積較大,床層阻力降較小。
二、按傳熱方式分類
1、換熱式反應(yīng)器
當(dāng)反應(yīng)熱效應(yīng)較大時(shí),為了維持適宜的溫度條件,必須利用換熱介質(zhì)來移走或供給熱量。
換熱式固定床反應(yīng)器的特點(diǎn):在催化劑床層進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的同時(shí),床層還通過器壁與外界進(jìn)行熱交換,可分為對(duì)外換熱式和自身換熱式。
?、?、對(duì)外換熱式
以各種載熱體為換熱介質(zhì),稱為對(duì)外換熱式。
通常在管內(nèi)充填催化劑,反應(yīng)氣體自上而下通過催化劑床層進(jìn)行反應(yīng),管間通載熱體 (在用高壓水或用高壓蒸汽作熱載體時(shí),則把催化劑放在管間,而使管內(nèi)走高壓流體)。
?、?、自身換熱式反應(yīng)器
以原料氣為換熱介質(zhì),利用反應(yīng)后的高溫氣體預(yù)熱原料,使其達(dá)到反應(yīng)溫度,本身得到冷卻,即反應(yīng)前后的物料在床層中自己進(jìn)行換熱稱作自熱式反應(yīng)器。
2、絕熱式反應(yīng)器
絕熱式固定床催化反應(yīng)器在反應(yīng)過程中,床層不與外界進(jìn)行熱量交換。
其最外層為隔熱材料層(耐火磚、礦渣棉、玻璃纖維等),常稱作保溫層,作用是防止熱量的傳出或傳入,減少能量損失,維持一定的操作條件并起到安全防護(hù)的作用。
絕熱式反應(yīng)器可分為單段絕熱式反應(yīng)器和多段絕熱式反應(yīng)器。
①、單段絕熱式反應(yīng)器
一般為高徑比不大的圓筒體,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,生產(chǎn)能力大,但反應(yīng)過程中溫度變化較大。
適合的反應(yīng):反應(yīng)熱效應(yīng)較小的反應(yīng)。
溫度對(duì)目的產(chǎn)物收率影響不大的反應(yīng)。
雖然反應(yīng)熱效應(yīng)大,但單程轉(zhuǎn)化率較低的反應(yīng)或者有大量惰性物料存在,使反應(yīng)過程中溫升小的反應(yīng)。
?、?、多段絕熱式反應(yīng)器
催化劑床層的溫度波動(dòng)較小,但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,催化劑裝卸困難。
多段絕熱反應(yīng)器按段間換熱方式的不同可分為三類:間接換熱式,原料氣冷激式,非原料氣冷激式。