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气固催化反应装置类型与选择

2019-07-16

气固催化反应装置类型与选择
       气固催化 反应装置类型
      工业应用的气固催化反应器按颗粒床层的特性可分为固定床催化反应器和流化床催化反应器两大类,其中环境工程领域采用最多的是固定床催化反应器,它具有以下优点:①床层内流体的轴向流动一般呈理想置换流动,反应速度较快,催化剂用量少,反应器体积小;②流体停留时间可以严格控制,温度分布可以适当调节,因而有利于提高化学反应的转化率和选择性;③催化剂不易磨损,可长期使用,但床层轴向温度分布不均匀。
      固定床催化反应器按温度条件和传热方式可分为绝热式与连续换热式;按反应器内气体流动方向又可分为轴向式和径向式。常见的绝热式固定床反应器有单段式绝热反应器、多段式绝热反应器、列管式反应器、径向反应器等。
生(1)单段式绝热反应器 它为一圆简体,内设栅板,其上均匀堆置催化剂。其结构简单、造价低,适合反应热效应小、对温度变化不敏感的反应。
      (2)多段式绝热反应器它是将多个单段式反应器串联起来,段间设有换热构件,以调节反应温度,并有利于气体的再分布。适于中等热效的反应。
(3)列管式反应器 其管内装催化剂, 管间通热载体(水或其他介质),适于床温分布要求严格,反应热特别大的情况。
(4) 径向反应器径向反应 器是近年来发展的一种固定床反应器。由于反应气流是径向穿过催化剂,它与轴向反应器相比,气流流程短,阻力降小,减低了动力消耗,因而可采用较细粒的催化剂,提高催化剂有效系数。径向反应器可认为是单层绝热反应的种特殊形式。
      2.4.3.2气固反应装置的选择

      在工程实践上,必须结合实际情况,如工艺要求、物质条件等来设计反应装置或选择合适类型的反应装置,不必局限于结构形式。固定床反应装置的设计和选型应遵循的一般规则为:①根据催化反应热的大小及催化剂的活生温度范围,选择合适的结构类型,保证床层温度控制在许可的范围内;②床层阻力应尽可能小,这对其他气态污染物的净化尤为重要;③在满足温度条件前提下,应尽量使催化剂装填系数大,以提高设备利用率;④反应装置应结构简单、便于操作,且造价低廉、安全可靠。

    由于催化净化气体污染物所处理的废气风量大,污染物含量低,反应热效小,要想使污染物达到排放标准,应有较高的催化转化率,因此选用单段绝热反应器(含径向反应器)对实现污染物催化转化具有绝对优势。目前在NO.催化转化、有机废气催化燃烧及汽车尾气净化中,大都采用了单段绝热式反应装置。



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