固定床反應器的分類:可按反應氣流動方向和傳熱方式分類!
一、按反應氣流動方向分類
分為軸向反應器與徑向反應器。
軸向反應器結構比較簡單,催化劑均勻的堆置于床內物料自上而下流過床層進行反應。
徑向反應器的結構比軸向的復雜,催化劑裝載于兩個同心圓構成的環隙中,流體沿徑向流過床層,可采用離心流動或向心流動。這種類型的反應器流體流過的距離較短,流道截面積較大,床層阻力降較小。
二、按傳熱方式分類
1、換熱式反應器
當反應熱效應較大時,為了維持適宜的溫度條件,必須利用換熱介質來移走或供給熱量。
換熱式固定床反應器的特點:在催化劑床層進行化學反應的同時,床層還通過器壁與外界進行熱交換,可分為對外換熱式和自身換熱式。
①、對外換熱式
以各種載熱體為換熱介質,稱為對外換熱式。
通常在管內充填催化劑,反應氣體自上而下通過催化劑床層進行反應,管間通載熱體 (在用高壓水或用高壓蒸汽作熱載體時,則把催化劑放在管間,而使管內走高壓流體)。
②、自身換熱式反應器
以原料氣為換熱介質,利用反應后的高溫氣體預熱原料,使其達到反應溫度,本身得到冷卻,即反應前后的物料在床層中自己進行換熱稱作自熱式反應器。
2、絕熱式反應器
絕熱式固定床催化反應器在反應過程中,床層不與外界進行熱量交換。
其最外層為隔熱材料層(耐火磚、礦渣棉、玻璃纖維等),常稱作保溫層,作用是防止熱量的傳出或傳入,減少能量損失,維持一定的操作條件并起到安全防護的作用。
絕熱式反應器可分為單段絕熱式反應器和多段絕熱式反應器。
①、單段絕熱式反應器
一般為高徑比不大的圓筒體,結構簡單,生產能力大,但反應過程中溫度變化較大。
適合的反應:反應熱效應較小的反應。
溫度對目的產物收率影響不大的反應。
雖然反應熱效應大,但單程轉化率較低的反應或者有大量惰性物料存在,使反應過程中溫升小的反應。
②、多段絕熱式反應器
催化劑床層的溫度波動較小,但結構比較復雜,催化劑裝卸困難。
多段絕熱反應器按段間換熱方式的不同可分為三類:間接換熱式,原料氣冷激式,非原料氣冷激式。