流化床反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和應(yīng)用

1、 20/20作者：一氣貫長空流化床反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和應(yīng)用 流化床內(nèi)，顆粒物料的加工可以像流體一樣連續(xù)進(jìn)出料，并且由于顆粒充分混合，床層溫度、濃度均勻使床層具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)得以廣泛的應(yīng)用。因此流化床在干燥，粉碎，燃燒，物質(zhì)反應(yīng)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。那么你知道作為反應(yīng)器的流化床，究竟結(jié)構(gòu)如何，有什么特點(diǎn)和優(yōu)勢嗎？讓小七這就帶你一探究竟。流化床反應(yīng)器的發(fā)展流化床反應(yīng)器是一種利用氣體或液體通過顆粒狀固體層而使固體顆粒處于懸浮運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并進(jìn)行氣固相反應(yīng)過程或液固相反應(yīng)過程的反應(yīng)器。在用于氣固系統(tǒng)時(shí)，又稱沸騰床反應(yīng)器。流化床反應(yīng)器在現(xiàn)代工業(yè)中的早期應(yīng)用為20世紀(jì)20年代出現(xiàn)的粉煤氣化的溫克勒爐；但現(xiàn)代流

2、化反應(yīng)技術(shù)的開拓，是以40年代石油催化裂化為代表的。5萬噸年苯胺工程流化床反應(yīng)器流化床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)流化床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)有兩種形式：有固體物料連續(xù)進(jìn)料和出料裝置，用于固相加工過程或催化劑迅速失活的流體相加工過程。例如催化裂化過程，催化劑在幾分鐘內(nèi)即顯著失活，須用上述裝置不斷予以分離后進(jìn)行再生。無固體物料連續(xù)進(jìn)料和出料裝置，用于固體顆粒性狀在相當(dāng)長時(shí)間（如半年或一年）內(nèi)，不發(fā)生明顯變化的反應(yīng)過程。床層殼體作用是裝載固體顆粒和保證流態(tài)化在所規(guī)定的范圍內(nèi)進(jìn)行，這是最基本的作用。內(nèi)部裝置氣體再分布器和內(nèi)部構(gòu)件，他們的作用是主要改善流化床的流化態(tài)。（1）氣體分布器具有支承催化劑，均布?xì)怏w，氣體整流，穩(wěn)定操作

3、，強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)等作用。（2）內(nèi)部構(gòu)件作用在于破碎并限制氣泡長大，減少氣固體返混，改變氣體固體顆粒在床中的停留時(shí)間分布等。其主要形式有管束（垂直管束和水平管束）和擋板（多孔擋板、導(dǎo)向擋板和檔網(wǎng)等）。以下為常見氣體分布板形式：凹型篩孔板單個(gè)直孔泡帽泡帽側(cè)縫分布板泡帽側(cè)孔分布板錐型側(cè)孔分布板換熱裝置包括反應(yīng)殼體器壁和浸沒與床內(nèi)的管束，其換熱面積由過程本身的熱效應(yīng)大小決定。蛇管式換熱器橫排管束換熱器氣固分離裝置流化過程中，小顆?？偛幻獗涣黧w帶到反應(yīng)器的上部或者外面，尤其在氣速較大的操作下。為了回收這部分顆粒，在流化床中心必須有氣固分離裝置。氣固分離裝置主要有：（1）旋風(fēng)分離，通過依靠離心力作用是氣流中

4、的氣體和固體顆粒分離。（2）在反應(yīng)器上部連接一個(gè)擴(kuò)大段，使氣速降低，部分顆粒自由沉降分離，安裝一些使氣流或固體顆粒改變流動(dòng)方向的折流擋板或者其他快速分離裝置。其中錐底一般錐角為90或60。作用是對進(jìn)入氣體起預(yù)分布作用、卸催化劑。流化床反應(yīng)器分類按固體顆粒是否在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)分：（1）單器流化床，或稱作非循環(huán)操作的流化床（2）雙器流化床，或稱作循環(huán)操作的流化床按床層的外型分 ：（1）圓筒形流化床反應(yīng)器（2）圓錐形流化床反應(yīng)器按床層中是否置有內(nèi)部構(gòu)件分：（1）自由床流化床反應(yīng)器（2）限制床流化床反應(yīng)器按反應(yīng)器內(nèi)層數(shù)的多少分：（1）單層流化床反應(yīng)器（2）多層流化床反應(yīng)器流化床反應(yīng)器特點(diǎn)與固定床反應(yīng)器相比

5、，流化床反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)是：（1）可以實(shí)現(xiàn)固體物料的連續(xù)輸入和輸出；（2）流體和顆粒的運(yùn)動(dòng)使床層具有良好的傳熱性能，床層內(nèi)部溫度均勻，而且易于控制，特別適用于強(qiáng)放熱反應(yīng)；（3）便于進(jìn)行催化劑的連續(xù)再生和循環(huán)操作，適于催化劑失活速率高的過程的進(jìn)行，石油餾分催化流化床裂化的迅速發(fā)展就是這一方面的典型例子。然而，由于流態(tài)化技術(shù)的固有特性以及流化過程影響因素的多樣性，對于反應(yīng)器來說，流化床又存在很明顯的局限性：（1）由于固體顆粒和氣泡在連續(xù)流動(dòng)過程中的劇烈循環(huán)和攪動(dòng)，無論氣相或固相都存在著相當(dāng)廣的停留時(shí)間分布，導(dǎo)致不適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品分布，降低了目的產(chǎn)物的收率；（2）反應(yīng)物以氣泡形式通過床層，減少了氣-固相之間的接觸機(jī)會(huì)，降低了反應(yīng)轉(zhuǎn)化率；（3）由于固體催化劑在流動(dòng)過程中的劇烈撞擊和摩擦，使催化劑加速粉化，加上床層頂部氣泡的爆裂和高速運(yùn)動(dòng)、大量細(xì)粒催化劑的帶出，造成明顯的催化劑流失；（4）床層內(nèi)的復(fù)雜流體力學(xué)、傳遞現(xiàn)象，使過程處于非定常條件下，難以揭示其統(tǒng)一的規(guī)律，也難以脫離經(jīng)驗(yàn)放大、經(jīng)驗(yàn)操作。流化床實(shí)際應(yīng)用錦州石化將流化床反應(yīng)器應(yīng)用于丁烯氧化脫氫制丁二烯新工藝中。帶提升管的氣固流