固定床的传递特性2、床层空隙率单位体积床层内的空隙体积(没有被催化剂占据的体积，不含催化剂颗粒内的体积)。若不考虑壁效应，装填有均匀颗粒的床层，其空隙率与颗粒大小无关。第30页，共48页，星期日，2025年，2月5日固定床的传递特性床层空隙率是一个重要的参数，影响因素是颗粒形状及大小、粒度分布、颗粒与床层直径比和颗粒的装填方式。壁效应床层空隙率沿床层径向分布不同，离壁面约一个粒子直径处的床层空隙率最大。第31页，共48页，星期日，2025年，2月5日床层内空隙率径向分布不均匀，引起各处的流速不同，因而床层内各处的传热和停留时间也不一样。为减少壁效应的影响，设计时要求床层直径至少要大于颗粒直径的8倍以上。固定床的传递特性第32页，共48页，星期日，2025年，2月5日3、床层压降气体流动通过催化剂床层的空隙所形成的通道，与孔道周壁摩擦而将产生压降。压降计算通常利用厄根（Ergun）方程：第33页，共48页，星期日，2025年，2月5日固定床的传递特性影响床层压力降的最大因素：床层的空隙率流体的流速两者稍有增大，会使压力降产生较大变化。降低床层压降的方法：增大床层空隙率，如采用较大粒径的颗粒；降低流体的流速，但要考虑这会使相间的传质和传热变差，需综合考虑。第34页，共48页，星期日，2025年，2月5日第二章固定床反应器设计第1页，共48页，星期日，2025年，2月5日1.定义：凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置。固体催化剂颗粒堆积起来所形成的固定床层静止不动，气体反应物自上而下流过床层，进行反应的装置称作固定床反应器。
一、固定床反应器定义
第2页，共48页，星期日，2025年，2月5日第3页，共48页，星期日，2025年，2月5日第4页，共48页，星期日，2025年，2月5日第5页，共48页，星期日，2025年，2月5日固定床反应器热载体：水、高压水：100~300℃导生油：200~350℃熔盐：300~500℃烟道气：600~700℃特点：换热效果好、床温均匀，但结构较复杂。应用：热效应大、温度要求均匀控制的场合第6页，共48页，星期日，2025年，2月5日第7页，共48页，星期日，2025年，2月5日二、固定床反应器的优缺点
：1、催化剂不易磨损。2、传热较差。3、固定床层内的气相流动接近平推流，有利于实现较高的转化率与选择性；4、可用较少量的催化剂和较小的反应器容积获得较大的生产能力；5、结构简单、催化剂机械磨损小，适合于贵金属催化剂；6、反应器的操作方便、操作弹性较大。第8页，共48页，星期日，2025年，2月5日
固定床反应器的优缺点
相对于流化床反应器，固定床反应器缺点：催化剂颗粒较大，有效系数较低；催化剂床层的传热系数较小，容易产生局部过热；催化剂颗粒的更换费事，不适于容易失活的催化剂。第9页，共48页，星期日，2025年，2月5日
三、固定床反应器类型
固定床反应器形式多种多样，按床层与外界的传热方式分类，可有以下几类：绝热式固定床反应器，多段绝热式固定床反应器，列管式固定床反应器，自热式反应器。））第10页，共48页，星期日，2025年，2月5日固定床反应器类型1.绝热式固定床反应器反应器外壳包裹绝热保温层，使催化剂床层与外界没有热量交换。中空圆筒的底部放置搁板，上面堆放固体催化剂。气体从上而下通过催化剂床层。结构简单，床层横截面温度均匀。单位体积内催化剂量大，即生产能力大。但只适用于热效应不大的反应。第11页，共48页，星期日，2025年，2月5日原料气产物催化剂绝热式固定床反应器固定床反应器类型第12页，共48页，星期日，2025年，2月5日固定床反应器类型1、绝热式固定床反应器可分为轴向反应器和径向反应器。(1)轴向绝热式固定床反应器如图(a)所示。这种反应器结构最简单，实际上是一个容器，催化剂均匀堆置于床内，预热到一定温度的反应物料自上而下流过床层进行反应，床层同外界无热交换第13页，共48页，星期日，2025年，2月5日固定床反应器类型(2)径向绝热式固定床反应器如图(b)所示。径向反应器的结构较轴向反应器复杂，催化剂装载于两个