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反应器行业报告(工业反应器的设计评价指标)

来源:www.haichao.net  时间:2023-01-14 05:21   点击:276  编辑:admin   手机版

1. 工业反应器的设计评价指标

对化学反应原理与设备的研究主要借助于“三传,一反”即化学反应过程中的动量传递、热量传递、质量传递、化学反应动力学方程式。

化工反应原理与设备主要包括以下的几方面内容: 化学反应动力学特性 化学反应动力学是指化学反应过程中,操作条件如反应的温度、反应的压力、反应物的浓度、催化剂等对反应速率的影响规律。这些规律一般是在实验室内,对小型反应器内的化学反应进行研究而得到的,他不包括传递过程的影响,通常得到的是以简单物理量所描述的影响反应速率的动力学方程式。它是对反应器进行设计、计算和分析的基础。物理过程对反应的影响 工业反应器内的物理过程主要指流体的流动、传质和传热过程。这些过程会影响到反应器内的浓度和温度在空间上及时间上的分布,使得反应的结果最终发生变化。因此,只有对这些物理过程进行分析,找出它们对反应过程的影响规律,定量描述,才能准确分析反应过程,对反应器进行设计和选型。(放大效应:利用小型设备进行化工过程实验得出的研究结果,在相同的操作条件下与大型生产装置得出的往往有很大差别。有关这些差别的影响称为放大效应。其原因是小型设备中的温度、浓度、物料停留时间分布与大型设备中的不同。) 反应器的设计和优化 将化学反应动力学特性和反应过程中的传递特性结合起来,建立数学模型,利用计算机对化学反应过程进行分析、设计,并对反应进行最优生产条件的选择以及控制。反应器的操作 反应器的计算包括设计计算和校核计算。而反应器的校核计算在化工生产装置中是必不可少的。校核计算和生产过程中反应器的操作有很大的关系。反应器的类型有:釜式反应器、管式反应器、填料函式反应器等。釜式反应器根据操作特点又可分为:间歇式釜式反应器(BR)、连续操作反应器(CSTR)、多釜串联连续操作反应器(n-CSTR)。间歇釜式反应器的特征 特点:

1、由于剧烈搅拌,反应器内物料浓度达到分子尺度上的均匀,且反应器内 浓度处处相等,因而排除了物质传递对反应的影响;

2、具有足够强的传热条件,温度始终相等,无需考虑器内的热量传递问题;

3、物料同时加入并同时停止反应,所有物料具有相同的反应时间。优点:操作灵活,适用于小批量、多品种、反应时间较长的产品生产,精细化工 产品、制药、染料、涂料生产。缺点:装料、卸料等辅助操作时间长,产品质量不稳定

2. 反应器设计标准

反应器空速:规定的条件下,单位时间内进入反应器的物料体积相当于几个反应器的容积。简称空速。  反应器中催化剂的装填数量的多少取决于设计原料的数量和质量以及所要求达到的转化率。通常将催化剂数量和应处理原料数量进行关联的参数是液体时空速度  空速是指单位时间内,单位体积(或重量)催化剂所通过原料油的体积(或重量)数.液体体积时空速度(LHSV)可以定义如下:  LHSV(h-1 ) =反应器入口的总进料量(m3/h) / 催化剂的总体积(m3)  空速有几种表达方式,表示催化剂的处理量,单位都是h-1  体积空速:每小时进料的体积(液体(LHSV)或气体(GHSV))/催化剂的装填体积;  重时空速(WHSV):每小时进料的重量(液体或气体))/催化剂的装填重量  空速的计算公式:  体积空速=原料的标准体积流量(一般油品取20度的密度换算的体积)/反应器中催化剂的体积;  质量空速=原料的质量流量/反应器中催化剂的质量

3. 工业反应器的设计评价指标有哪些

反应器的选型需综合考虑技术、经济及安全等诸方面的因素。

反应过程的基本特征决定了适宜的反应器形式。例如气固相反应过程大致是用固定床反应器、流化床反应器或移动床反应器。但是适宜的选型则需考虑反应的热效应、对反应转化率和选择率的要求、催化剂物理化学性态和失活等多种因素,甚至需要对不同的反应器分别作出概念设计,进行技术的和经济的分析以后才能确定。

除反应器的形式以外,反应锅的操作方式和加料方式也需考虑。例如,对于有串联或平行副反应的过程,分段进料可能优于一次进料。温度序列也是反应器选型的一个重要因素。例如,对于放热的可逆反应,应采用先高后低的温度序列,多级、级间换热式反应器可使反应器的温度序列趋于合理。反应器在过程工业生产中占有重要地位。就全流程的建设投资和操作费用而言,反应器所占的比例未必很大。但其性能和操作的优劣却影响着前后处理及产品的产量和质量,对原料消耗、能量消耗和产品成本也产生重要影响。因此,反应器的研究和开发工作对于发展各种过程工业有重要的意义。

4. 工业反应器的设计评价指标是

多数反应有明显的热效应。为使反应在适宜的温度条件下进行,往往需对反应物系进行换热。换热方式有间接换热和直接换热。间接换热指反应物料和载热体通过间壁进行换热,直接换热指反应物料和载热体直接接触进行换热。对放热反应,可以用反应产物携带的反应热来加热反应原料,使之达到所需的反应温度,这种反应器称为自热式反应器。

  按反应过程中的换热状况,反应器可分为:

  ①等温反应器反应物系温度处处相等的一种理想反应器。反应热效应极小,或反应物料和载热体间充分换热,或反应器内的热量反馈极大(如剧烈搅拌的釜式反应器)的反应器,这样可近似看作等温反应器。

  ②绝热反应器反应区与环境无热量交换的一种理想反应器。反应区内无换热装置的大型工业反应器,与外界换热可忽略时,可近似看作绝热反应器。

  ③非等温非绝热反应器与外界有热量交换,反应器内也有热反馈,但达不到等温条件的反应器,如列管式固定床反应器。

  换热可在反应区进行,如通过夹套进行换热的搅拌釜,也可在反应区间进行,如级间换热的多级反应器。

5. 选择和使用工业反应器需要考虑哪些因素?

汽车用品相关行业的企业都需要用。

三元催化器,是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置,它可将汽车尾气排出的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。由于这种催化器可同时将废气中的三种主要有害物质转化为无害物质,故称三元。

三元催化器的工作原理是:当高温的汽车尾气通过净化装置时,三元催化器中的净化剂将增强CO、HC和NOx三种气体的活性,促使其进行一定的氧化-还原化学反应,其中CO在高温下氧化成为五色、无毒的二氧化碳气体;HC化合物在高温下氧化成水(H20)和二氧化碳;NOx还原成氮气和氧气。三种有害气体变成无害气体,使汽车尾气得以净化。

三元催化反应器类似消声器。它的外面用双层不锈薄钢板制成筒形。在双层薄板夹层中装有绝热材料----石棉纤维毡。内部在网状隔板中间装有净化剂。 净化剂由载体和催化剂组成。载体一般由三氧化二铝制成,其形状有球形、多棱体形和网状隔板等。净化剂实际上是起催化作用的,也称为催化剂。催化剂用的是金属铂、铑、钯。将其中一种喷涂在载体上,就构成了净化剂。

三元催化一般不用清洗,如果三元催化氧化厉害了就直接更换。因为,三元催化的工作温度在350度左右,所以最好没有液态水残留,所以清洗并不好。

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