岩征仪器-固定床反应器厂家

固定床反应器：原理、结构与应用全解析

一、固定床反应器的定义与核心特征

二、基本工作原理

1. 传质过程：

• 流体通过固体颗粒间隙时，反应物从主流体扩散至颗粒表面，产物反向扩散回流体。

• 关键影响因素：流体流速、颗粒粒径（粒径越小，比表面积越大，传质效率越高，但压力降增大）。

2. 传热过程：

• 反应热或外界热量通过流体与固体颗粒的接触传递，需控制床层温度均匀性（避免热点导致催化剂失活）。

• 常见控温方式：夹套换热、内置换热管、分段加热 / 冷却。

3. 反应过程：

• 化学反应在固体表面（如催化剂活性位点）进行，反应速率受温度、压力、流体组成及固体性质（如催化剂活性、表面积）影响。

三、典型结构与组件功能

四、分类与应用场景

1. 按流体相态分类：

• 气 - 固固定床：最常见，如催化重整（石油炼制）、合成氨（N?+H?→NH?）、CO?催化加氢制甲醇。

• 液 - 固固定床：如废水处理（活性炭吸附）、液相催化加氢（植物油氢化）。

• 气 - 液 - 固三相固定床：如费托合成（合成气→液态烃），需同时考虑气液分布。

2. 按操作方式分类：

• 绝热式：无外部换热，靠反应热或原料预热维持温度，适用于热效应小的反应（如脱硫）。

• 非绝热式：通过换热装置控温，适用于强吸热 / 放热反应（如乙烯氧化制环氧乙烷）。

3. 工业典型应用：

• 石油化工：催化裂化（重质油→汽油）、催化加氢脱硫（去除油品含硫化合物）。

• 煤化工：煤气化制合成气（固定床煤气化炉）、甲醇合成（Cu-Zn 催化剂固定床）。

• 环保领域：VOCs 催化燃烧（蜂窝状催化剂固定床）、烟气脱硝（SCR 技术）。