悬浮床和淤浆床

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• 余音缭绕 (2008-8-25 16:49:23)

  悬浮床气液固三相反应器的相关知识
  
      气液固三相反应器中，当固体在反应器内以悬浮状态存在时，都称为悬浮床三相反应器。它一般使用细颗粒固体，根据使颗粒悬浮的方式，将其分为：1、机械搅拌悬浮式；2、不带搅拌的悬浮床三相反应器，用气体鼓泡搅拌，也称为鼓泡淤泥反应器；3、不带搅拌的气液两相并流向上而颗粒不被带出床外的三相流化床反应器；4、不带搅拌的气液两相并流向上而颗粒随液体带出床外的三相输送床反应器，或称为三相携带床反应器；5、具有导流筒的内环流反应器。
      机械搅拌悬浮三相反应器依靠机械搅拌使固体悬浮在三相反应器中，其适用于三相反应过程的开发及小规模生产。
      鼓泡淤泥三相反应器是从气液鼓泡反应器变化而来，以气体进行鼓泡搅拌，将细颗粒物料加入到气液鼓泡反应器中去，固体颗粒依靠气体托起而呈悬浮状态，液相是连续相。适用于反应物和产物都是气相，而固相是细颗粒催化剂的三相催化反应，它是三相催化反应器中使用最广泛的形式，适宜于大规模生产。
      与其它浆态反应器类似，作为催化反应器的鼓泡淤泥三相反应器有如下优点：1、床内催化剂粒度细，不存在大颗粒催化剂颗粒内传质和传热过程对化学反应转化率、收率及选择率的影响；2、床层内充满液体，所以热容大，与换热元件的给热系数高，使反应热容易移出，温度容易控制，床层处于恒温状态；3、可以在停止操作的情况下更换催化剂；4、不会出现催化剂烧结现象。
      但此类反应器也存在一些不足，如对液体的耐氧化和惰性要求较高，催化剂容易磨损，气相呈一定的返混等。
      若液相连续地流入和流出三相反应器，而固体颗粒仍然保留在反应器内，即为三相流化床反应器，它是在液固流态化的基础上鼓泡通入气体，固体颗粒主要依靠液体托起而呈悬浮状态。如果固体颗粒随同液相一起呈输送状态而连续地进入和流出三相床，固体夹带在液相中，即为三相输送床反应器或三相携带床。三相流化床需要有从液相分离固体颗粒的装置，而三相输送床需要有淤泥泵输送浆料。
      环流反应器的特点是器内装设有一导流筒，使流体以高速在器内循环。一般速度在20m/s以上，大大强化了质量传递。具有导流筒的内环流反应器常用于生物反应过程。
      悬浮床气液固三相反应器由于液体量大，热容大，所以传热系数也大。这对回收反应余热，控制床层温度无疑是非常有利的。对防止超温，维持恒温反应提供了保证。但同时也增加了气体中的反应组分通过液相的扩散阻力，要求催化剂的耐磨性较高等问题。若必须使用三相流化床或三相携带床时，还必须解决相应的液固分离问题和淤浆输送问题。