反应器操作与设计化学反应过程与设备气液相反应器选择95课件.ppt

表16-3几种填料综合性能评价填料性能的优劣通常根据效率、通量及压降三要素衡量。四、气液相反应器选择1.具备较高的生产能力2.有利于反应选择性的提高3.有利于降低能量消耗4.有利于反应温度的控制5.能在较少液体流率下操作作业*5)喷雾塔反应器液体以细小液滴的方式分散于气体中，气体为连续相，液体为分散相，具有相接触面积大和气相压降小等优点。具有持液量小和液侧传质系数过小，气相和液相返混较为严重的缺点。喷雾塔适用于：瞬间、界面和快速反应，也适用于有固体生成的反应6)降膜反应器通常借助管内的流动液膜进行气液反应，管外使用载热流体导入或导出反应热。降膜反应器还具有压降小和无轴向返混的优点。由于降膜反应器中液体停留时间很短，降膜管的安装垂直度要求较高，液体成膜和均匀分布是降膜反应器的关键，工程使用时必须注意。适用于：瞬间、界面和快速反应，它特别适用于较大热效应的气液反应过程；不适用于慢反应；也不适用于处理含固体物质或能析出固体物质及粘性很大的液体。7)高速湍动反应器喷射反应器、文氏反应器等属于属于高速湍动接触设备，适用于瞬间反应。由于湍动的影响，加速了气膜传递过程的速率，因而获得很高的反应速率。二、鼓泡塔反应器结构空心式多段式气提式液体喷射式1.鼓泡塔反应器分类图16-2简单鼓泡塔反应器图16-3空心式鼓泡塔广泛应用适于：缓慢化学反应系统或伴有大量热效应的反应系统图16-4具有塔内热交换单元的鼓泡塔适于：热效应较大的反应系统图16-5多段鼓泡塔适于：高径比较大时，克服液相返混现象图16-6气体提升鼓泡塔适于：高黏性物系，形成循环流，强化反应器传质效果，利于固体催化剂悬浮。如生化工程发酵、环境工程中活性污泥的处理、有机化工中催化加氢(含固体催化剂)图16-7液体喷射式鼓泡塔(1)塔体(2)气体分布器：使气体均匀分布，强化传热、传质。是气液相鼓泡塔的关键设备之一。如：多孔板、喷嘴、多孔管等(3)换热装置夹套式：热效应不大时蛇管式：热效应较大时外循环换热式：热效应较大时(4)水平多孔隔板:提高气体分散度，减少液体纵向循环2.鼓泡塔反应器结构3.鼓泡塔反应器优缺点优点：鼓泡塔反应器结构简单、造价低、易控制、易维修、防腐问题易解决，用于高压时也无困难。缺点：鼓泡塔内液体返混严重，气泡易产生聚并，故效率较低。三、填料塔反应器结构填料塔是以塔内装有大量的填料为相间接触构件的气液传质设备。图16-10填料塔结构示意图填料塔的结构较简单，如图16-10。填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，以限制填料随上升气流的运动。(1)塔体(2)塔体支座(3)人孔(4)手孔(5)塔内件1.填料塔反应器的结构(1)塔体塔体是塔设备的主要部件，大多数塔体是等直径、等壁厚的圆筒体，顶盖以椭圆形封头为多。但随着装置大型化，不等直径、不等壁厚的塔体已逐渐增多。塔体除满足工艺条件对它提出的强度和刚度要求外，还应考虑风力、地震、偏心载荷所带来的影响，以及吊装、运输、检验、开停工等情况。塔体的材质常采用的有：非金属材料(如高分子材料、陶瓷等)，碳钢(复层、衬里)，不锈耐酸钢等。(2)塔体支座塔设备常采用裙式支座，它应当具有足够的强度和刚度，来承受塔体操作重量、风力等引起的载荷。图16-11裙式支座人孔是安装和检修人员进出塔器的唯一通道，人孔的设置应便于人员进入任一层塔体，对直径大于φ800mm的填料塔，人孔可设在每段填料层的上、下方，同时兼作填料装卸孔用。设在框架内或室内塔，人孔位置可按具体情况考虑。(3)人孔人孔在设置时，一般在气液进出口等需要经常维修和清理的部位要设置人孔，另外在塔顶和塔釜，也各设置一个人孔。在设置操作平台的地方，人孔中心高度一般比操作平台高0.7-1m，最大不宜超过1.2m，最小为600mm，人孔开在立面时，在塔釜内部应设置手柄。装有填料的塔，应设填料挡板，借以保护人孔，并能在不卸出填料的情况下更换人孔垫片。塔径小于800mm时，在塔顶设置法兰，不在塔体上开设人孔。(4)手孔手孔是指手和手提灯能伸入的设备孔口，用于不便进入或不必进入设备即能清理、检查或修理的场合。手孔又常用作小直径填料塔装卸填料之用，在每段填料层的上、下方各设置一个手孔。卸填