填充床式反应器

更新时间:2022-07-06

填充床反应器(Packed Bed Reactor,PBR),又称固定床反应器。这类反应器将固定化酶填充于反应器内,制成稳定的柱床,然后,通入底物溶液,在一定的反应条件下实现酶催化反应,以一定的流速,收集输出的转化液(含产物)。

基本信息

中文名填充床式反应器
外文名Packed Bed Reactor,PBR
别名固定床反应器
运用领域气-固相反应和液-固相反应过程
类别反应器 机械
功能制成稳定的柱床
优势高效率、易操作、结构简单等
缺点传质系数和传热系数相对较低
性质将固定化酶填充于反应器内

优缺点

优点

高效率、易操作、结构简单等。因此,PBR是目 前工业生产及研究中应用最为普遍的反应器。它适用于各种形状的固定化酶和不含固体颗粒、黏度不大的底物溶液,以及有产物抑制的转化反应。

缺点

传质系数和传热系数相对较低。当底物溶度含固体颗粒或黏度很大时,不宜采用PBR。

应用

这类设备广泛用于气-固相反应和液-固相反应过程,例如,合成氨工业中的固定半水煤气发生炉,水处理中的固定床离子交换柱等。

这类设备更广泛地用于有固相催化剂存在下的气相反应过程,工业上把这类设备称为固定床气-固相催化反应器。

分类

根据反应过程中的换热方式不同,催化反应器又可分为内部换热式和中间换热式两种。

内部换热式

内部换热式催化反应器是在固定催化剂层内采用各种间接换热方式来控制床层内的反应温度。石油化学工业中常用的有两种管式炉,圆形管式炉炉体呈圆形,辐射管段垂直排列,对流管段水平搁置;倒梯台形管式炉炉体呈倒梯台形,辐射段垂直排列,对流管段水平排列。

管式裂解炉操作温度极高,炉壁多用耐火材料,而管子和管架则必须采用耐磨蚀和导热性能良好的特殊耐热合金钢。因此,节省合金钢材和充分利用余热是评价各种炉型优劣所必须考虑的主要问题。

中间换热式

中间换热式绝热催化反应器是在两层催化剂之间进行热交换,催化剂床近乎绝热过程,因而床层温度随反应而改变。中间换热有间接换热和直接换热两种方式,前者可采用蛇管式、列管式等间接热交换器;后者可采用冷原料气直接掺入的方式进行直接热交换,这种方式又称为冷激式。


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