指在反應器內裝填顆粒狀固體催化劑或固體反應物，形成一定高度的堆積床層，氣體或液體物料通過顆粒間隙流過靜止固定床層的同時，實現非均相反應過程。這類反應器的特點是充填在設備內的固體顆粒固定不動，有別於固體物料在設備內發生運動的移動床和流化床，又稱填充床反應器。固定床反應器廣泛用於氣-固相反應和液-固相反應過程，例如，合成氨工業中的固定半水煤氣發生爐，水處理中的固定床離子交換柱等。涓流床反應器也可歸屬於固定床反應器，氣、液相併流向下通過床層，呈氣液固相接觸。
基本介紹
- 中文名：固定床反應器
- 類別：反應器
- 形式：三種基本形式
- 特點：返混小
分類,特點,數學模型,
分類
固定床反應器有三種基本形式：①軸向絕熱式固定床反應器。流體沿軸向自上而下流經床層，床層同外界無熱交換。②徑向絕熱式固定床反應器。流體沿徑向流過床層，可採用離心流動或向心流動，床層同外界無熱交換。徑向反應器與軸向反應器相比，流體流動的距離較短,流道截面積較大,流體的壓力降較小。但徑向反應器的結構較軸向反應器複雜。以上兩種形式都屬絕熱反應器,適用於反應熱效應不大,或反應系統能承受絕熱條件下由反應熱效應引起的溫度變化的場合。③列管式固定床反應器由多根反應管並聯構成。管內或管間布置催化劑，載熱體流經管間或管內進行加熱或冷卻，管徑通常在25～50mm之間，管數可多達上萬根。列管式固定床反應器適用於反應熱效應較大的反應。此外，尚有由上述基本形式串聯組合而成的反應器，稱為多級固定床反應器。例如：當反應熱效應大或需分段控制溫度時，可將多個絕熱反應器串聯成多級絕熱式固定床反應器,反應器之間設換熱器或補充物料以調節溫度，以便在接近於最佳溫度條件下操作。
特點
固定床反應器的優點是：①返混小，流體同催化劑可進行有效接觸，當反應伴有串聯副反應時可得較高選擇性。②催化劑機械損耗小。③結構簡單。固定床反應器的缺點是：①傳熱差，反應放熱量很大時，即使是列管式反應器也可能出現飛溫（反應溫度失去控制，急劇上升，超過允許範圍）。②操作過程中催化劑不能更換，催化劑需要頻繁再生的反應一般不宜使用，常代之以流化床反應器或移動床反應器。
固定床反應器中的催化劑不限於顆粒狀，網狀催化劑早已套用於工業上。目前，蜂窩狀、纖維狀催化劑也已被廣泛使用。
