多相反应器汇总课件

12023/7/281

实际生产中反应系统大多数为多相反应系统。如气液、气固、液固、液液以及气液固。第八章多相反应器12023/7/281实际生产中反应系12两类：1、通过气液反应制备所需产品；2、通过气液反应净化气体。气液反应的进行系以两相界面的传质为前提，由于气相和液相均为流动相，两相间的界面不是固定不变的，它由反应器的形式，反应器中的流体力学条件决定。2两类：23双膜模型反应步骤：1、气相反应组分A由气相主体通过气膜传递到气液相界面，分压由pAG降至pAi；2、组分A由相界面传递到液膜内，并与传递到液膜内组分B进行化学反应，此时反应与扩散同时进行；3、未反应的A继续向液相主体扩散，并与B在液相主体中反应。4、生成的反应物R向浓度梯度下降的方向扩散。3双膜模型34拟一级反应：（-RA）=βkLcAiβ:化学吸收的增大因子。

β值的大小取决于α和M的值:八田数4拟一级反应：4气液反应中有效因子η值的大小也是对液相利用程度的一种度量。η=1表示化学反应在整个液相中进行。η<1表示液相利用不充分。η又叫液相利用率5气液反应中有效因子55随化学反应速率与传质速率相对大小不同，气液反应过程具有不同的特性：1、化学反应速率大的气液反应，反应在液膜已基本进行完毕，此时速率只与k、dAi和CAi有关。要提高宏观反应速率，需提高反应温度、减小气膜阻力。2、化学反应速率慢的气液反应，反应主要在液相主体里进行，此时采用比较大的反应器比较有利。6随化学反应速率与传质速率相对大小不同，气液反应过程具有不同的68.2.1主要类型气液反应器主要有两类：塔式反应器、机械搅拌式反应器。塔式又可分为填料塔、板式塔、鼓泡塔及喷雾塔四种。78.2.1主要类型771、填料塔：流体阻力小，适用于气体处理量大而液体量小的过程。2、喷雾塔：将液体分散成雾状与气体进行反应。所以，液体为分散相，气体为连续相。3、板式塔：将气体分散于液体中，气体为分散相，液体为连续相。4、鼓泡塔：结构简单，存液量大，特别适用于动力学控制的气液反应过程。5、机械搅拌釜式反应器：气体分散好，适应性较强。81、填料塔：流体阻力小，适用于气体处理量大而液体量小的过程。88.2.2鼓泡塔的设计立式鼓泡塔中气相组分A与液相组分B进行反应，气相液相成逆流。假设进塔气体和液体的流量及组成已知，塔径已知的情况下，设计的主要任务就是如何确定塔内气液混合物的高度。98.2.2鼓泡塔的设计99鼓泡塔内气液混合物层高与塔径之比Lr/dt一般为3-12.塔径大小取决于所选用的气速uG。鼓泡塔内除气液混合物所占的空间外，还应包括气液分离空间及传热元件所占的体积。实际塔高按三部分体积之和求得。气液分离空间一般可按气液混合物体积的三分之一计算，如气速过高，应装气液分离器。10鼓泡塔内气液混合物层高与塔径之比Lr/dt一般为3-12.塔108.2.3搅拌釜式反应器的设计采用机械搅拌釜做气液反应器时，只要气液混合物层高与釜径之比不大，无论气相或液相都可近似假定为全混流。分别对气相及液相作反应组分的物料衡算，即得设计方程：

118.2.3搅拌釜式反应器的设计1111同时存在气、液、固三种不同相态的反应过程，称之为气液固反应。分为三类：1、同时存在的气、液、固三相不是反应物，就是反应产物；2、采用固体催化剂的气液反应；3、气液固三相中，有一相为惰性物质。特点：由于有液相存在，反应的温度条件一般都比较温和，反应器热稳定性好。但腐蚀问题严重，材质要求高，催化剂也有同样的要求。12同时存在气、液、固三种不同相态的反应过程，称之为气液固反应。12气固相催化反应器主要有两种：滴流床反应器和浆态反应器。气液固催化反应的传递步骤与速率(-RA)=KOGcAG宏观反应速率方程

13气固相催化反应器主要有两种：滴流床反应器和浆态反应器。13131、概述滴流床与固定床类似，但是流动相为两相。流向可以为逆流，也可为并流，实际以并流操作居多。流向的选择取决于物料处理量、热量回收以及传质和化学反应的推动力。141、概述1414151515随着气速及液速不同，可形成四种不同的流动：（1）气速和液速都较低的滴流区，特征为气体为连续相，液体为分散相，沿催化剂外表面成薄层向下流或成滴状向下流；（2）气速大，液速小的滴流区，气速增大到一临界值后，床内所有液体均被气体所打散，呈雾状通过反应器，这就是雾状流区；（3）气速液速都大的脉冲区。特征是气速增大以致对液体的曳力增加，液相发生湍流；（4）液速大气速小，则处于鼓泡区，此时液体为连续相，气体为分散相，呈气泡状通过液层。16随着气速及液速不同，可形成四种不同的流动：1616固体催化剂颗粒被润湿的程度是滴流床反应器操作和设计的一个重要因素。润湿包括催化剂外表面润湿和催化剂内表面润湿两部分。相含率表示滴流床中气体及液体的相对存量。包含两部分：一部分含于催化剂颗粒的内孔；另一部分处于颗粒外表面和颗粒之间的空隙。17固体催化剂颗粒被润湿的程度是滴流床反应器操作和设计的一个重要17浆态反应器与滴流床反应器的基本区别是前者所采用的固体催化剂处于运动状态，而后者处于静止状态；前者的气相为分散相，而后者为连续相。主要有四种不同类型：机械搅拌釜、环流反应器、鼓泡塔和三相流化床反应器。18浆态反应器与滴流床反应器的基本区别是前者所采用的固体催化剂处18191919浆态反应器的优点：空时得率高，传质阻力小，传热速率高，连续半连续操作均可，催化剂可连续再生。缺点：返混严重，催化剂消耗多，需从产品中分离催化剂，由于液固比大，不宜于抑制相均副反应。20浆态反应器的优点：空时得率高，传质阻力小，传热速率高，连续半20机