第四章_塔式反应器

1、精细化工教研室精细化工教研室精细化工教研室 411 塔式反应器特点及应用塔式反应器特点及应用(1)填料塔填料塔 结构简单，耐腐蚀，适用于快速和瞬间反应过程，轴向返结构简单，耐腐蚀，适用于快速和瞬间反应过程，轴向返混可忽略。能获得较大的液相转化率。由于气相流动压降小，降低了混可忽略。能获得较大的液相转化率。由于气相流动压降小，降低了操作费用，特别适宜于低压和介质具腐蚀性的操作。但液体在填料床操作费用，特别适宜于低压和介质具腐蚀性的操作。但液体在填料床层中停留时间短，不能满足慢反应的要求，且存在壁流和液体分布不层中停留时间短，不能满足慢反应的要求，且存在壁流和液体分布不均等问题，其生产能力低于板式

2、塔。均等问题，其生产能力低于板式塔。 填料塔要求填料比表面大、空隙率高、耐蚀性强及强度和润湿等性能填料塔要求填料比表面大、空隙率高、耐蚀性强及强度和润湿等性能优良。常用的填料有拉西环、鲍尔环、矩鞍等，材质有陶瓷、不锈钢、优良。常用的填料有拉西环、鲍尔环、矩鞍等，材质有陶瓷、不锈钢、石墨和塑料。石墨和塑料。(2)板式塔板式塔 适于快速和中速反应过程。具有逐板操作的特点，各板上适于快速和中速反应过程。具有逐板操作的特点，各板上维持相当的液量、以进行气液相反应。由于采用多板，可将轴向返混维持相当的液量、以进行气液相反应。由于采用多板，可将轴向返混降到最低，并可采用最小的液流速率进行操作，从而获得极高

3、的液相降到最低，并可采用最小的液流速率进行操作，从而获得极高的液相转化率。气液剧烈接触，气液相界面传质和传热系数大，是强化传质转化率。气液剧烈接触，气液相界面传质和传热系数大，是强化传质过程的塔型，因此适用于传质过程控制的化学反应过程。板间可设置过程的塔型，因此适用于传质过程控制的化学反应过程。板间可设置传热构件，以移出和移入热量。但反应器结构复杂，气相流动压降大，传热构件，以移出和移入热量。但反应器结构复杂，气相流动压降大，且塔板需用耐腐蚀性材料制作，因此大多用于加压操作过程。且塔板需用耐腐蚀性材料制作，因此大多用于加压操作过程。精细化工教研室精细化工教研室附属装置的设计对反应器的操作和效率

4、有重要的影响。如填料吸收反应器中的物料，气液分布不匀，会严重影响反应吸收效率；支承板设计不合理，会造成局部液泛等；液体喷淋装置影响塔内填料的有效利用，影响液体对气体反应吸收能力的充分发挥和液相转化率的提高等。 (1)液体喷淋装置 喷淋装置有单管喷洒、莲蓬式喷洒、多孔管喷洒、盘式喷洒等多种型式。其中多孔管分布器见图4.1。 单管喷洒和莲蓬式喷洒适用于直径小于0.6m的塔。对于大型塔，宜采用多孔管喷淋和肋式喷洒。多孔管喷洒装置的结构简单、质量小，能在大面积上分布均匀。为保证小孔能以同速喷洒液体，在多孔管内，液体流速不能过大，一般在喷洒孔流速的12以下。一般小孔直径为310mm，每平方米塔截面上布6

5、0100个喷洒孔。盘式喷洒装置的筛孔上保持50200mm高的液层。精细化工教研室LGGuK精细化工教研室iAGAAGAAAAkppadGdYKppHadHAALGdYLdX*iALAALAALALALkCCaKCCaddHHLdX2222UttAAAAUAAUAAUUtttAAttAAAAtApppG dppppdppdpp dpp dppGdYGdGGppppGdppdpGpppppUtpGGpUTCLLC2ALTTATLALALALC dCLCCCddCLL XC同理AAUpYpALALUCXC精细化工教研室 2121212121212*220*2*AAAAALAALALAALLLAApA

6、tpAGtAAACALTCpApAGtAAACApAtpAGtAAAiCALTCALTALALTALAiAAALCALLHALTALALdpGpka ppppddpGpKa ppppdCLCKa CCdpGKadCLKa CCCCCLCk a CCCppCCHdHppC1212*ALALAApAptAGAACALCTALAALdCLdpGp KappaCCHC K精细化工教研室反应式为：A(g)+bB(l) 产品AAALdXGdYr adHb 111111AABBAAUUBBUULG YYXXbppGppCCLbCC 2221112AABAABYpXAABYpXAAtAAdYdpdXLHGGp

7、tr abr appr a精细化工教研室精细化工教研室 鼓泡塔是一种常用的气液接触反应设备，各种有机化合物的氧化反应及石蜡和芳烃的氯化反应都采用鼓泡塔。在鼓泡塔中，一般不要求对液相作剧烈搅拌，蒸汽以气泡状吹过液体而造成的混合已足够。 鼓泡塔的优点是气相高度分散在液相中，因此有大的持液量和相际接触表面，使传质和传热的效率较高，它适用于缓慢化学反应和强放热情况。同时反应器结构简单、操作稳定、投资和维修费用低、液体滞留量大。因而反应时间长。但液相有较大返混，当高径比大时，气泡合并速度增加，使相际接触面积减小。按结构特征，鼓泡塔可分为空心式、多段式、气提式三种精细化工教研室其中空心式鼓泡塔最适用于反应在液相主体中进行的缓慢化学反应系统，或伴有大量热效应的反应系统。当热效应较大时，可在塔内或塔外装置热交换单元，使之变为具有热交换单元的鼓泡塔。为避免塔中的液相返混，当高径比较大时，常采用多段式塔借以保证反应效果。为适应气液通量大的要求或减小气泡凝聚以适用于高粘性液体，使气体提升式鼓泡反应器得到应用，它具有均匀的径向气液流动速度，轴向分散系数较低、传热系数较大、液体循环速度可调节等优点。精细化工教研室精细化工教研室气体在液体中的溶解速率和其分散程度有关，分散程度愈高，溶解速度愈大。分散程度可用气泡