固定床、移动床、流化床反应器区别，一次说清楚！

固定床、移动床、流化床反应器，这三种反应器都是有固体颗粒床层的反应器，你分的清吗？

大量固体颗粒堆积在一起，便形成了具有一定高度的颗粒床层，这就是名称里的"床"。这些固体颗粒可以是反应物，也可以是催化剂。

又称填充床反应器，内部装填有固体催化剂或固体反应物，以实现多相反应。固体物通常呈颗粒状，堆积成一定高度（或厚度）的床层，床层静止不动，流体通过床层进行反应。

固定床反应器主要用于实现气固相催化反应，如氨合成塔、二氧化硫接触氧化器、烃类蒸汽转化炉等。用于气固相或液固相非催化反应时，床层则填装固体反应物。涓流床反应器也可归属于固定床反应器，气、液相并流向下通过床层，呈气液固相接触。

• 催化剂机械磨损小。

• 床层内流体的流动接近于平推流，与返混式的反应器相比，可用较少量的催化剂和较小的反应器容积来获得较大的生产能力。

• 由于停留时间可以严格控制，温度分布可以适当调节，因此特别有利于达到高的选择性和转化率。

• 可在高温高压下操作。

• 固定床中的传热较差。

• 催化剂的再生、更换均不方便， 催化剂的更换必须停产进行。

• 不能使用细粒催化剂，但固定床反应器中的催化剂不限于颗粒状，网状催化剂早已应用于工业上。目前，蜂窝状、纤维状催化剂也已被广泛使用。

• 反应热效应较小的反应。
• 温度对目的产物收率影响不大的反应。
• 虽然反应热效应大，但单程转化率较低的反应或者有大量惰性物料存在，使反应过程中温升小的反应。

催化剂床层的温度波动较小，但结构比较复杂，催化剂装卸困难。

多段绝热反应器按段间换热方式的不同可分为三类：

• 间接换热式

• 原料气冷激式

• 非原料气冷激式

换热式反应器

以各种载热体为换热介质，称为对外换热式。

通常在管内充填催化剂，反应气体自上而下通过催化剂床层进行反应，管间通载热体 (在用高压水或用高压蒸汽作热载体时，则把催化剂放在管间，而使管内走高压流体)。 

以原料气为换热介质，利用反应后的高温气体预热原料，使其达到反应温度，本身得到冷却，即反应前后的物料在床层中自己进行换热称作自热式反应器。

分为轴向反应器与径向反应器。

下图第一个为轴向绝热式固定床反应器，后两个为径向绝热式固定床反应器。

轴向反应器结构比较简单，催化剂均匀的堆置于床内物料自上而下流过床层进行反应。

径向反应器的结构比轴向的复杂，催化剂装载于两个同心圆构成的环隙中，流体沿径向流过床层，可采用离心流动或向心流动。这种类型的反应器流体流过的距离较短，流道截面积较大，床层阻力降较小。

是用以实现气固相反应过程或液固相反应过程的反应器。在反应器顶部连续加入颗粒状或块状固体反应物或催化剂，随着反应的进行，固体物料逐渐下移，最后自底部连续卸出。流体则自下而上（或自上而下）通过固体床层，以进行反应。

• 固体和流体的停留时间可以在较大范围内改变。

• 返混较小（与固定床反应器相近）。

• 对固体物料性状以中等速度变化的反应过程也能适用。

• 控制固体颗粒的均匀下移比较困难。

由于可采用细粉颗粒，并在悬浮状态下与流体接触，流固相界面积大（可高达 3280~16400m2/m3），有利于非均相反应的进行，提高了催化剂的利用率。 

由于颗粒在床内混合激烈，使颗粒在全床内的温度和浓度均匀一致，床层与内浸换热表面间的传热系数很高[200～400W/（m2K）]，全床热容量大，热稳定性高，这些都有利于强放热反应的等温操作。 

流化床内的颗粒群有类似流体的性质，可以大量地从装置中移出、引入，并可以在两个流化床之间大量循环。这使得一些反应—再生、吸热—放热、正反应—逆反应等反应耦合过程和反应—分离耦合过程得以实现。使得易失活催化剂能在工程中使用。 

流态化操作总的经济效果是有利的，特别是传热和传质速率快、床层温度均匀、操作稳定的突出优点，

气体流动状态与活塞流偏离较大，气流与床层颗粒发生返混，以致在床层轴向没有温度差及浓度差。加之气体可能成大气泡状态通过床层，使气固接触不良， 使反应的转化率降低。因此流化床一般达不到固定床的转化率。  

流程工业

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