项目二固定床反应器的工作原理讲解课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,项目二固定床反应器的工作原理,项目二固定床反应器的工作原理,催化剂床层特性,流体在固定床中的流动特性,固定床反应器中的传质与传热,催化剂床层特性,催化剂床层特性,一、催化剂颗粒直径与形状系数,球形颗粒直接用直径来表示其大小；而非球形颗粒常用与球形颗粒作,对比所得到的相当直径来表示其大小。颗粒的形状是用形状系数来表示的。,1.,体积相当直径,式中,d,V,体积相当直径，,m,；,V,p,非球形颗粒的体积，,m,3,。,催化剂床层特性一、催化剂颗粒直径与形状系数,2.,面积相当直径,式中,da,面积相当直径，,m,；,Ap,非球形颗粒的外表面积，,m,2,。,3.,比表面相当直径,式中,Sv,非球形颗粒的比表面积，。,2.面积相当直径,则,式中,d,s,比表面相当直径，,m,。,在研究流体力学时，常用体积相当直径；而在研究传质传热时，常用面,积相当直径。,项目二固定床反应器的工作原理讲解课件,4.,平均直径,式中,d,p,颗粒的平均直径，,m,；,x,i,各种筛分粒径所占的质量分数；,d,i,质量分数为,x,i,的筛分颗粒的平均直径，,m,。,其中,同一筛分颗粒上下筛目尺寸，,m,。,4.平均直径,5.,形状系数,式中,A,a,与球形颗粒等体积的非球形外表面积，,m,2,。,形状系数 反映了非球形颗粒与球形颗粒的差异程度。对球形颗粒,来说 ；对非球形颗粒，,1,。,三种相当直径间的关系为：,5.形状系数,实验结果表明，空隙率在径向上分不是不均匀的。空隙率在贴壁处达到,最大值，而床层中部空隙率较小。将器壁对空隙率分布的影响以及由此造成,的对流流动、传热、传质的影响称为壁效应。,二、床层空隙率,床层空隙率是指颗粒间的自由体积与整个床层体积之比。,式中,床层空隙率,催化剂颗粒密度，,Kg/m,3,催化剂床层堆积密度，,Kg/m,3,实验结果表明，空隙率在径向上分不是不均匀的。空隙率在,三、固定床的当量直径,固定床的当量直径就是,4,倍的水力半径，即,则：,式中,当量直径，,m,；,水力半径，,m,；,床层比表面积，,m,2,/m,3,。,三、固定床的当量直径 固定床的当量直径就是4倍的水力半径,流体在固定床中的流动特性,一、流动特性,床层内流体的流动分为两部分：一部分是流体以平均流速沿轴向作理想,置换流动；另一部分为流体的径向和轴向的混合扩散，包括层流时的分子扩,散和湍流时的涡流扩散。,二、气体的分布,在气固相反应器中，流体在径向上的分布式不均匀的，因此，提高床层,内气体流速分布的均匀性对降低返混，提高反应器生产能力和反应选择性具,有重要意义。,提高气体分布均匀性的方法有：,催化剂大小要均匀；,消除气体初始动能。,流体在固定床中的流动特性一、流动特性,项目二固定床反应器的工作原理讲解课件,三、床层压降,压降产生的原因,流体与颗粒表面间的摩擦阻力,流体在通道内的收缩、扩大与撞击颗粒、变向分流等引起的局部,阻力。,压降的计算（欧根公式）,流体在圆管中等温流动时的压力降,三、床层压降压降产生的原因,当,10,时为层流，；,当,1000,时为充分湍流，。,设计要求：,P15%P,（操作）,工业上降低压力降的办法：,、,L,、,u,O,、,d,S,等。,当 10时为层流，；当,固定床反应器中的传质与传热,一、固定床反应器中的传质,固定床反应器中的传质过程包括：,外扩散、内扩散、混合扩散（轴向扩散和径向扩散）,轴向扩散是由于催化剂颗粒粒度分布而引起的；径向扩散则是由于催,化剂床层空隙率引起的。,催化反应的总速度,固定床反应器中的传质与传热一、固定床反应器中的传质,二、固定床反应器中的传热,传热过程分析,整个固定床的传热包括：颗粒内传热、颗粒与流体间的传热、床层与,壁间的传热；,在工程计算中，一般进行简化处理：催化剂颗粒假设为等温体，忽略,颗粒内部、颗粒在流体间和床层径向传热阻力，床层的传热阻力全部集中,在管壁处。,床层对壁总传热 系数,假设床层为等温体（,T,m,），总传热速率方程为：,当床层被加热时：,当床层被冷却时：,二、固定床反应器中的传热传热过程分析,人有了知识，就会具备各种分析能力，,明辨是非的能力。,所以我们要勤恳读书，广泛阅读，,古人说“书中自有黄金屋。,”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，,培养逻辑思维能力；,通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，,培养文学情趣；,通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。,有许多书籍还能培养我们的道德情操，,给我们巨大的精神力量，,鼓舞我们前进,。,人有了知识，就会具备各种分析能力，,项目二固定床反应器的工作原理讲解课件,