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有機(jī)廢氣處理設(shè)備-固定床反應(yīng)器的優(yōu)缺點(diǎn)及多種形式

發(fā)布日期:2013-06-11瀏覽次數(shù):15933

有機(jī)廢氣處理設(shè)備-固定床反應(yīng)器的優(yōu)缺點(diǎn)及多種形式
  有很多有機(jī)廢氣處理設(shè)備中都會包含反應(yīng)器,而反應(yīng)器的作用主要是提供與維持發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所需的條件,并保下反應(yīng)進(jìn)行到指定的程度所需要的反應(yīng)時間。其結(jié)構(gòu)和操作方式及流體在它里面的流支狀況都直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。
  反應(yīng)器的種類很多,按流體流動灰蒙蒙分為間歇攪拌釜式反應(yīng)器、活塞流反應(yīng)器、全混流反應(yīng)器和多釜串聯(lián)反應(yīng)器等;按催化劑是否流動分為固定床反應(yīng)器和流化床反應(yīng)器。流體通過靜止不動的固體催化劑或反應(yīng)物床層而進(jìn)反應(yīng)的裝置稱作固定床反應(yīng)器,而其中尤以利用氣態(tài)的反應(yīng)物料,通過由固體催化劑所構(gòu)成的床層進(jìn)行反應(yīng)的氣固相催化反應(yīng)器在生產(chǎn)中應(yīng)用為廣泛,其一般的操作方式是氣體從上而下的通過床層。下面對固定床反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)及形式進(jìn)行介紹:
  有機(jī)廢氣處理設(shè)備-固定床反應(yīng)器的主要優(yōu)點(diǎn):
  1.在生產(chǎn)操作中,除床層極薄和氣體流速很低的特殊情況外,床層內(nèi)氣體的流動者皆可看成是理想置換流動,因此在化學(xué)反應(yīng)速度較快,在完成同樣生產(chǎn)能力時,所需要的催化劑用量和反應(yīng)器體積較小。
  2.氣體停留時間可以嚴(yán)格控制,溫度分布可以調(diào)節(jié),因而有利于提高化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和選擇性。
  3.催化劑不易磨損,可以較長時間連續(xù)使用。
  4.結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、適宜于高溫高壓條件下操作。
  由于固體催化劑在床層中靜止不動,相應(yīng)地產(chǎn)生一些缺點(diǎn)。
  1.主要是傳熱能力差
  2.不能使用細(xì)粒催化劑,否則流體阻力增大,破壞了正常操作,所以催化劑的活性內(nèi)表面得不到充分利用;
  3.催化劑的再生、更換均不方便;
  有機(jī)廢氣處理設(shè)備-固定床反應(yīng)器的形式多種多樣,按床層與外界的熱交抽方式可分為絕熱式反應(yīng)器、換熱式反應(yīng)器和自然式反應(yīng)器等。
  1.絕熱式反應(yīng)器不與外界進(jìn)行任何熱量交換,對于放熱反應(yīng),反應(yīng)過程中所放出的熱量完全用來加熱系統(tǒng)的物料。物料溫度的提高,稱為絕熱溫升,如果是吸熱反應(yīng),系統(tǒng)溫度會降低,相應(yīng)地稱之絕熱降溫。
  絕熱式固定床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單,催化劑均勻堆置于床內(nèi),一般有下列特點(diǎn):床層直徑遠(yuǎn)大于催化劑顆粒直徑;床層高度與催化劑顆粒直徑之比一般超過100;與外界沒有熱量交換,床層漸度沿物料的流向而變化。簡單絕熱反應(yīng)器和結(jié)構(gòu)簡單,其外形一般呈現(xiàn)圓筒狀,下有柵板用來支承催化劑,反應(yīng)氣體從上部進(jìn)入,氣體均勻地通過催化劑床層,適用于反應(yīng)的熱效應(yīng)較小,反應(yīng)過程對溫度的變化不敏感及副以應(yīng)較少的簡單反應(yīng)。
簡單絕熱式反應(yīng)器具有結(jié)構(gòu)簡單,氣體分布均勻,反應(yīng)空間利用率高和造價便宜等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是反應(yīng)器軸向溫度分布很不均勻,不適用于熱效應(yīng)大的反應(yīng)。
  為了克服簡單絕熱式反應(yīng)器的缺點(diǎn),將上述的應(yīng)器改為多段式,即把催化劑層分為成數(shù)層。在各段間進(jìn)行熱交換,以保證每段床層的絕熱溫升或絕熱溫降維持在允許范圍之內(nèi)。例如,SO2轉(zhuǎn)化為SO3,所用的多段絕熱反應(yīng)器段與段之間引入空氣進(jìn)行冷卻。
  2.換熱式固定床反應(yīng)器以列管式為多,多用在反應(yīng)器較大反應(yīng)中,其特點(diǎn)是:在反應(yīng)區(qū)進(jìn)行熱交換,管內(nèi)填充催化劑,殼間走載熱流體,處用載熱體來移走或供給熱量,床層溫度維持穩(wěn)定。為了避免壁效應(yīng),催化劑的顆粒直徑不得超過內(nèi)徑的1/8,一般采用直徑為2-6mm的顆粒。
  3.自然式列管反應(yīng)器
  該類反應(yīng)器是指在反應(yīng)區(qū)用原料氣體中熱或冷卻催化劑層的一類反應(yīng)器,合成氨和二氧化硫的氧化中廣泛應(yīng)用這類反應(yīng)器。
固定床催化反應(yīng)器主要是利用氣體催化凈化,是使廢氣通過催化劑床層,利用催化劑的催化作用,將廢氣中的污染物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì),或易于處理與回收利用物質(zhì)的凈化方法。該方法對不同濃度的污染物都有較高的轉(zhuǎn)化率,無需污染物與主氣流分離,無二次污染,操作過程簡化,在大氣污染控制中應(yīng)用廣泛。
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