流化床催化反應器是一種由殼體、氣體分布裝置、換熱裝置、氣固分離裝置、內(nèi)部構(gòu)件以及催化劑顆粒的加入和卸出裝置等組成的反應器。殼體一般做成圓柱形,也有做成圓錐形的。反應氣體從進氣管進入反應器,經(jīng)氣體分布板進入床層。
顧名思義氣體分布板的作用是為了使氣體分布均勻,分布板的設計必須保證不漏料也不堵塞,且安裝方便。床層設置內(nèi)部構(gòu)件(可以是擋板或擋網(wǎng)) 的目的在于打碎氣泡,改善氣固接觸和減小返混,流化床反應器的換熱裝置,可以將換熱器裝在床層內(nèi),也可以在床層周圍裝設夾套,視熱負荷大小而定。2100433B
優(yōu)點:①能實現(xiàn)固體物料的連續(xù)輸入和輸出;②特別適用于強放熱反應;③便于進行催化劑的連續(xù)再生和循環(huán)操作。局限性:①目的產(chǎn)物的收率低;②反應轉(zhuǎn)化率較低;③催化劑加速粉化,流失大;④經(jīng)驗性操作,隨意性大。
流化床反應器是一種利用氣體或液體通過顆粒狀固體層而使固體顆粒處于懸浮運動狀態(tài),并進行氣固相反應過程或液固相反應過程的反應器。在用于氣固系統(tǒng)時,又稱沸騰床反應器。流化床反應器在現(xiàn)代工業(yè)中的早期應用為20...
按流化床反應器的應用可分為兩類:一類的加工對象主要是固體,如礦石的焙燒,稱為固相加工過程;另一類的加工對象主要是流體,如石油催化裂化、酶反應過程等催化反應過程,稱為流體相加工過程。
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采用ANSYS軟件對光催化反應器中管板與石英管之間的O形密封圈進行了有限元分析,得到了壓縮率與接觸應力之間的關(guān)系。通過載荷衰減實驗,再現(xiàn)了橡膠材料的粘彈性特性,并以此來驗證O形密封圈在壓縮很短時間內(nèi)的接觸應力和壓縮率的關(guān)系基本符合模擬所得結(jié)果,證明了模擬計算過程中超彈性材料假設的可行性,得出了衰減量與壓縮率之間的關(guān)系,并找到了適合該設備的壓縮率。
光催化反應器的分類
光催化反應器按光源的照射方式可分為非聚集式反應器和聚集式反應器!非聚集式反應器可以采用電光源,也可以采用太陽光源,光源大多垂直反應面進行照射!該反應器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、操作方便,缺點是用電光源的反應器運行費用過高,而用太陽光的反應器則反應速率較慢!聚集式反應器以太
陽光作為光源,一般采用拋物槽或拋物面收集器來聚集太陽光并輻射在能透過紫外光的中心管上!聚
集式反應器能夠利用直射和反射的光線,在一定程度上克服了非聚集式反應器的缺點!
光催化反應器按催化劑的存在形式又可分為流
化床反應器和固定床反應器!在流化床反應器中,催化劑粉末直接或負載在顆粒狀載體上后以懸浮態(tài)
存在于水溶液中,能隨待處理液發(fā)生翻滾、遷移!在固定床反應器中,催化劑多負載在具有較大連續(xù)表面積的載體上,待處理液流過催化劑表面發(fā)生反應!流化床反應器結(jié)構(gòu)相對簡單,催化劑與污染物接觸面積大,但催化劑難以回收,活性成分損失大,而且在水溶液中易于凝聚,因此很難成為一項實用的污水處理技術(shù)!固定床反應器操作簡單,廢水可循環(huán)處理,實現(xiàn)了催化與分離一體化,避免了催化劑的分離和回收過程!但在高溫燒結(jié)過程中催化劑的多孔結(jié)構(gòu)和暴露在外的面積會發(fā)生變化,催化劑與液相的有效接觸面積較小,催化效率不高!目前,載體的選擇和催化劑固定技術(shù)已成為固定床反應器研制過程中十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)!
光催化反應器按照反應器的結(jié)構(gòu)和形狀又可分為平板型反應器、淺池型反應器、管式反應器和環(huán)型
反應器(或圓筒型反應器)!還有一些其他類型的光催化反應器,如光學纖維束反應器等!
影響光催化反應器效率的因素
影響光催化反應器效率的因素很多,如光源(光源強度、波段與光照方式)、催化劑性質(zhì)(催化劑粒徑、類型與載體)、氧化劑種類待處理廢液性質(zhì)(廢液的初始濃度組成、CL值、抑制物含量)、溫度、廢液的流動力學特征和停留時間等因素對反應器的運行都有影響,反應器的整體設計要綜合考慮這些因素.
《催化反應器工程》內(nèi)容簡介:催化在綠色化學和低碳經(jīng)濟的發(fā)展中起著很重要的作用,而催化反應工程則對節(jié)能降耗減排作出直接的貢獻。本書作為《催化反應工程基礎》一書的后續(xù)部分,介紹了催化反應器工程、結(jié)構(gòu)催化劑和結(jié)構(gòu)反應器、蜂窩獨居石催化劑和反應器、酶和生物催化動力學及其反應器、電催化和光催化動力學分析和反應器等內(nèi)容。
全書共分6章,分別討論了工業(yè)主要氣固兩相催化反應器的模型和重要設計參數(shù)以及相關(guān)的設計問題;氣液固三相催化反應器內(nèi)的流體力學傳質(zhì)傳熱實驗關(guān)聯(lián)、反應器模型以及重要設計參數(shù)和設計方法;結(jié)構(gòu)催化劑和結(jié)構(gòu)催化反應器蜂窩獨居石(陶瓷基和金屬基)催化劑和反應器的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、特點、制備技術(shù),以及它們的重要工業(yè)應用——汽車尾氣催化轉(zhuǎn)化器和煙道氣脫除污染氣體;酶和生物催化反應動力學及其反應器設計;電催化過程動力學和光催化過程動力學以及它們實際應用中的反應器。
該書力求詳細介紹催化反應器工程的重要內(nèi)容,為使讀者易于掌握和實際應用,收集了大量實際例子。用較大的篇幅介紹催化反應工程中快速發(fā)展的新領域,特別是結(jié)構(gòu)催化劑和結(jié)構(gòu)反應器的重點——蜂窩獨居石催化劑和反應器,以及酶和生物催化動力學與反應器和電、光催化反應的特殊動力學處理。因此本書可以作為高等學?;瘜W和化工及相關(guān)專業(yè)高年級本科生、研究生和教師的重要參考書,也是在相關(guān)企業(yè)從事工業(yè)催化反應過程研究開發(fā)和設計的科技人員和操作管理人員的重要參考書。
若將氣固流化床比擬為沸騰中的液層,則處于流化狀態(tài)的顆粒群便相當于沸騰中的液體本身,而穿過床層上升的氣泡便相當與于沸騰液中的蒸汽泡,因此,此種流化床存在著一個特殊兩相物系。處于流化狀態(tài)的顆粒群是連續(xù)的,為連續(xù)相,又稱密相。氣泡是分散的,稱為分散相,又稱稀相。只要床層有明顯的上界面,便有稀密兩相共存,但一般稱此狀態(tài)的流化床為密相流化床。若氣速加大則床層上界面不存在,則稱此狀態(tài)的流化床為稀相流化床。在正常的氣固相流化床密相中氣體流動很慢,幾乎為層流。氣泡與密相接觸的界面上則發(fā)生顆粒的猛烈沖擊,使泡內(nèi)、外的氣體都發(fā)生很大的湍動,因而加強了氣固間的接觸,有利于熱量與質(zhì)量傳遞。這是氣泡帶來的好處,但氣泡也會造成兩種不利的情況,即溝流和騰涌現(xiàn)象。 2100433B