化学反应工程第七章流化床反应工程课件.ppt

1、化学反应工程第七章流化学反应工程第七章流化床反应工程化床反应工程2022-10-8化学反应工程第七章流化床反应工程流态化的各种形式流态化的各种形式（5）流体流速再继续增大列某一个程度时，固体颗粒将被流体惜出，此现象称）流体流速再继续增大列某一个程度时，固体颗粒将被流体惜出，此现象称为气流输送，相应的流速称为颗粒带出速度为气流输送，相应的流速称为颗粒带出速度(ut)尹芳华尹芳华,化学反应工程基础化学反应工程基础,2000年年04月第月第1版版,第第113页页化学反应工程第七章流化床反应工程流态化技术流态化技术优点优点：(1)床内物料的流化状态，有助于实施连续流动和循环操作；床内物料的流化状态，有

2、助于实施连续流动和循环操作；(2)传热效能高，而且床内温度易于维持均匀。传热效能高，而且床内温度易于维持均匀。(3)气气固相之间的传质速率较高。固相之间的传质速率较高。(4)粒子较细，可降低或消除内扩散阻力，充分发挥催化剂粒子较细，可降低或消除内扩散阻力，充分发挥催化剂的效能；的效能；(5)流化床的结构比较简单流化床的结构比较简单,紧凑，故适于大型生产操作；紧凑，故适于大型生产操作；局限性：局限性：(1)气体流动状况不均，部分气体以气泡的形式通过床层气体流动状况不均，部分气体以气泡的形式通过床层,严严重地降低了气重地降低了气固相接触效率固相接触效率;(2)在连续流动的情况下，固体粒子的迅速循环

3、和气泡的搅在连续流动的情况下，固体粒子的迅速循环和气泡的搅动作用，会造成固体粒子某种不利的停留时间分布，且转化率动作用，会造成固体粒子某种不利的停留时间分布，且转化率不高不高,影响反应速率和造成副反影响反应速率和造成副反应的增加。应的增加。(3)粒子的磨损和带出造成催化剂损耗，加剧了对设备的磨粒子的磨损和带出造成催化剂损耗，加剧了对设备的磨损。损。化学反应工程第七章流化床反应工程压力喷雾干燥流程（垂直下降逆流型）压力喷雾干燥流程（垂直下降逆流型）化学反应工程第七章流化床反应工程流态化技术应用：流态化技术应用：（1）催化裂化）催化裂化（2）丙烯）丙烯氨氧化制丙烯腈氨氧化制丙烯腈（3）萘氧化制邻苯

4、二甲酸酐）萘氧化制邻苯二甲酸酐2、流化床中的气、固运动、流化床中的气、固运动流化床的流体力学流化床的流体力学流态化操作，必须使气速高于临界流化速度，一般又不流态化操作，必须使气速高于临界流化速度，一般又不超过带出速度。超过带出速度。化学反应工程第七章流化床反应工程球形颗粒临界流化速度：球形颗粒临界流化速度：化学反应工程第七章流化床反应工程 球形固体颗粒的终端速率：球形固体颗粒的终端速率：化学反应工程第七章流化床反应工程3、流化床的膨胀比、流化床的膨胀比流化床的体积与起始流化时的床层体积之比叫膨胀比。流化床的体积与起始流化时的床层体积之比叫膨胀比。对于均一直径的床层，它也就是流化床高对于均一直径

5、的床层，它也就是流化床高L与起始流化时与起始流化时的床高的床高Lmf正比正比化学反应工程第七章流化床反应工程影响因素有固体颗粒的直径和物性、气体的流速和物性、影响因素有固体颗粒的直径和物性、气体的流速和物性、床的直径和高度、分布板的形式等，床的直径和高度、分布板的形式等，气速越大或床径越小则膨胀比越大或流化床的密度越小。气速越大或床径越小则膨胀比越大或流化床的密度越小。双质体振动流化床干燥机双质体振动流化床干燥机 化学反应工程第七章流化床反应工程化学反应工程第七章流化床反应工程化学反应工程第七章流化床反应工程 气泡及其行为气泡及其行为 (1)气泡的结构气泡的结构两种聚集状态：两种聚集状态：固体

6、颗粒极少的气泡固体颗粒极少的气泡气泡相；气泡相；包含绝大多数固体颗粒的连续相包含绝大多数固体颗粒的连续相乳化相。乳化相。单个气泡在流化床中上升的速度：单个气泡在流化床中上升的速度：化学反应工程第七章流化床反应工程流化床中颗粒运动流化床中颗粒运动化学反应工程第七章流化床反应工程3 流化床中的传递过程流化床中的传递过程1流化床中的传热流化床中的传热（1）固体颗粒之间的传热：温差很小，可以不予考虑；）固体颗粒之间的传热：温差很小，可以不予考虑；（2）颗粒与流体之间的传热：温差很小，可以不予考虑；）颗粒与流体之间的传热：温差很小，可以不予考虑；（3）床层与换热面之间的传热：决定床层温度和换热面积）床层

7、与换热面之间的传热：决定床层温度和换热面积大小的关键。大小的关键。化学反应工程第七章流化床反应工程化学反应工程第七章流化床反应工程化学反应工程第七章流化床反应工程化学反应工程第七章流化床反应工程2 流化床中的传质流化床中的传质 (1)粒子与流体间的传质粒子与流体间的传质 此式是以液体流化床的数据为基础此式是以液体流化床的数据为基础此式是以液此式是以液固和气固和气固流化床数据为基础固流化床数据为基础化学反应工程第七章流化床反应工程(2)气泡与乳相间的传质气泡与乳相间的传质 气相反应物从气泡向乳化相传递与反应产物从乳化相向气气相反应物从气泡向乳化相传递与反应产物从乳化相向气泡传递对反应的进行具有重

8、要意义。泡传递对反应的进行具有重要意义。化学反应工程第七章流化床反应工程XZG系列旋转闪蒸干燥机系列旋转闪蒸干燥机 化学反应工程第七章流化床反应工程4、流化床中的数学模型流化床中的数学模型1、简单均相模型：指全混流模型和活塞流模型：、简单均相模型：指全混流模型和活塞流模型：2、两相模型：气泡相、两相模型：气泡相(活塞流活塞流)乳化相乳化相(活塞流活塞流)模型、气泡模型、气泡相相-乳化相乳化相(全混流全混流)模型。模型。两相模型的参数需随反应器规模两相模型的参数需随反应器规模而变而变3、气泡模型：实质是将流化床过程的各个参数集中体现在、气泡模型：实质是将流化床过程的各个参数集中体现在气泡直径上，此即所谓流化床的单参数模型泡尺寸。气泡直径上，此即所谓流化床的单参数模型泡尺寸。4、拓展了的流化床模型：此类模型考虑了分布器和自由空、拓展了的流化床模型：此类模型考虑了分布器和自由空间的影响。间的影响。干燥设备振动流化床干燥设备振动流化床 化学反应工程第七章流化床反应工程假设：假设：两相模型两相模型气泡直径气泡直径化学反应工程第七章流化床反应工程乳化相流况为活塞流乳化相流况为活塞流ZG系列振动流化床系列振动流化床 化学反应工程第七章流化床反应工程化学反应工程第七章流化床反应工程化学反应工程第七章流化床反应工程化学反应工程第七章流化床反应工程2022-10-8化学反应工程第七章流化床反应工程