固定床反应器的设计计算Word文档.docx

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固定床反应器的设计计算Word文档

周波主编.反应过程与技术.高等教育出版社,2006年6月.

四、固定床反应器的设计计算

固定床反应器的设计方法主要有两种：

经验法和数学模型法。

经验法的设计依据主要来自于实验室、中间试验装置或工厂实际生产装置的数据。

对中间试验和实验室研究阶段提供的主要工艺参数如温度、压力、转化率、选择性、催化剂空时收率、催化剂负荷和催化剂用量等进行分析，找出其变化规律，从而可预测出工业化生产装置工艺参数和催化剂用量等。

固定床反应器的主要计算任务包括催化剂用量、床层高度和直径、床层压降和传热面积等。

（一）催化剂用量的计算

经验法比较简单，常取实验或实际生产中催化剂或床层的重要操作参数作为设计依据直接计算得到。

1．空间速度

空间速度Sv指单位时间内通过单位体积催化剂的原料处理量，单位为s-1。

它是衡量固定床反应器生产能力的一个重要指标。

（2-36）

式中：

2．停留时间

停留时间r指在规定的反应条件下，气体反应物在反应器内停留的时间，单位为s。

式中：

；

停留时间与空间速度的关系为

。

（二）反应器床层高度及直径的计算

催化剂的用量确定后，催化剂床层的有效体积也就确定。

很明显，床层高度增高，床层截面积将变小，操作气速、流体阻力（动力）将增大；反之，床层高度降低必然引起截面积（直径）增大，对传热不利或易产生短路等现象。

因此，床层高度与直径应通过操作流速、压降（即动力消耗）、传热、床层均匀性等影响因素作综合评价来确定。

通常，床层高度或直径的计算是根据固定床反应器某一重要操作参数范围或经验选取，然后校验其他操作参数是否合理，如床层压降不超过总压力的15％。

床层高度与直径的计算步骤如下。

蒋文举主编.大气污染控制工程.高等教育出版社,2006.11.

第四节影响催化转化的因素

影响催化净化气态污染物的因素很多，但主要有反应温度、床层气速、操作压力和废气的初始组成。

一、温度

催化反应是在催化剂的参与下进行的，反应的快慢与催化剂的活性有关。

催化剂活性又与反应温度密切相关，因而对于伴有热效应的催化反应，温度的调节和控制对净化设备的生产能力、净化效果均有很大影响。

对于可逆反应，由于受到平衡的限制，须同时考虑平衡反应率人和反应速率常数左对总反应速率的影响。

对于可逆放热反应，温度的升高，将造成《的降低和^的增加，因此反应速率的变化不是线性的，而是一个弯弓曲线，曲线的最高点也是反应速率最大的点，它所对应的温度称为最佳反应温度。

裘元焘主编南京化工学院等合编.高等学校试用教材基本有机化工过程及设备.化学工业出版社,1981年04月第1版.

徐建良等编著.现代化工计算.化学工业出版社,2009.08.

陈家庆主编.环保设备原理与设计.中国石化出版社,2005年9月.

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