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固定床反應(yīng)器是指在反應(yīng)器中填充顆粒狀固體催化劑或固體反應(yīng)物，形成一定高度的堆積床層。氣體或液體材料通過(guò)顆粒間隙流過(guò)靜止固定床層，同時(shí)實(shí)現(xiàn)不均勻的反應(yīng)過(guò)程。這種反應(yīng)器的特點(diǎn)是填充在設(shè)備中的固體顆粒是固定的，不同于固體材料在設(shè)備中移動(dòng)的移動(dòng)床和流化床，也稱為填充床反應(yīng)器。
固定床反應(yīng)器廣泛應(yīng)用于氣體固相反應(yīng)和液體固相反應(yīng)過(guò)程，如合成氨工業(yè)中的固定半水煤氣發(fā)生爐、水處理中的固定床離子交換柱等。涓流床反應(yīng)器也可以屬于固定床反應(yīng)器，氣液并流通過(guò)床層，與氣液固相接觸。
固定床反應(yīng)器的三種基本形式如下：
1、軸向絕熱式固定床反應(yīng)器
流體沿軸向自上而下流經(jīng)床層，床層同外界無(wú)熱交換。
2、徑向絕熱式固定床反應(yīng)器
液體沿著徑向流動(dòng)，可以采用離心流動(dòng)或向心流動(dòng)，且床層與外界不存在熱交換。輻射狀反應(yīng)器中的流體流動(dòng)距離較短，流道截流面積大，流體壓力降小。而輻射狀反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)較軸向反應(yīng)器復(fù)雜。上述兩種形式均為絕熱反應(yīng)器，適用于反應(yīng)熱效應(yīng)較小的反應(yīng)體系，或該體系能夠承受因反應(yīng)熱效應(yīng)而引起的絕熱溫度變化的場(chǎng)合。
3、列管式固定床反應(yīng)器由多根反應(yīng)管并聯(lián)構(gòu)成
管道或管道之間布置催化劑，載熱體通過(guò)管道或管道進(jìn)行加熱或冷卻，管道直徑一般在25~50mm之間，管道數(shù)量可達(dá)數(shù)萬(wàn)根。列管式固定床反應(yīng)器適用于反應(yīng)熱效應(yīng)較大的反應(yīng)。另外，還有由上述基本形式串聯(lián)而成的反應(yīng)器，稱為多級(jí)固定床反應(yīng)器。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)反應(yīng)熱效應(yīng)較大或需要分段控制溫度時(shí)，可以將多個(gè)絕熱反應(yīng)器串聯(lián)成多級(jí)絕熱固定床反應(yīng)器，反應(yīng)器之間設(shè)置換熱器或補(bǔ)充材料，以調(diào)節(jié)溫度，使其在接近最佳溫度的情況下運(yùn)行。
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