气体预分布器）等。
1．流化床层高度(浓相段高度)h1 2．分离段高度h’2 3．扩大段高度h”2 4．锥底部分高度h3 流化床总高度
h=h1+h’2+h”2+h3
（一）颗粒粒度和组成的控制 （二）压力的测量与控制 （三）温度的测量与控制 （四）流量控制 （五）开停车及防止事故的发生
• 对流态化质量和化学反应转化率有重要影响。 • 氨氧化制丙烯腈的反应器： • 要求粒径小于44μm的“关键组分”粒子占20%-40%， • 措施：安装 “造粉器”。 • 造粉：当发现床层内粒径小于44μm的粒子小于12%时，就启动造粉
两种流态化Δp与u的关系
3、不正常流态化
沟流
现象：操作速度大于临
界流化速度时，床层内
只形成一条或几条狭窄
的通道，大部分床层仍 处于固定床阶段。
处理方 法：预先
后果：床层中气固接触 不均匀，产生死床，降 低了设备的生产能力。
干燥物料 并适当加 大气速， 在床内加
内部原构因件分析：颗粒粒度小，潮湿且
及改易善黏分结；气流速度小；气体分布
布板板结设构计不完善，通气孔数少。
大气泡和腾涌
现象：聚式流化床中生成的气泡在上
升中不断碰撞合并而增大，至接近
容器直径，床内物料呈活塞状向处上理方法：在床内加
运动，床层被分成几段。当到设达内某部构件，以防止大
一高度时，气泡破裂，颗粒层气也泡随的产生，或在可能
之崩裂，颗粒层被崩离床层，的然情后况下减小气速和床
条形侧缝分布板
直孔泡帽分布板
锥型侧孔分布板
锥型侧缝分布板
锥型侧缝分 布板
作用：改善流化操作质量 （1）减少气体返混； （2）使气泡破碎，增强气固相间接触； （3）降低流化床层的高度，减少颗粒的带出。
工业上气速较低时，可选用金属丝挡网。一般用挡板。
缺点：颗粒沿床 高产生分级， 床层纵向的温 度梯度增大， 颗粒的磨损也 增大。
作用：回收细粒 形式：设置分离段
设置收尘器 旋风分离器、过滤管
流化床外换热器：夹套 流化床内换热器：控温、不妨碍流化
① 列管式换热器：单管式和套管式 ② 管束式换热器：直列和横列 ③ 鼠笼式换热器 ④ 蛇管式换热器
列管式换热器：单管式
三、流化床反应器的床型
四、流化床反应器主体尺寸的确定
对于实验室规模的装置，常用U型管压 力计，通常压力计的插口需配置过滤器， 以防止粉尘进入U型管。工业装置上采 用带吹扫气的金属管作测压管。测压管 直径一般为12-25. 4 mm ，为了确保 管线不漏气，所有丝接的部位最后都是 焊接的，同时也要确保阀门不漏气。
➢一 、流态化现象 ➢二、流化床反应器的基本结构 ➢三、流化床反应器的床型 ➢四、流化床反应器主体尺寸的确定 ➢五、流化床反应器的操作指导 ➢六、仿真实训工艺流程
一、流态化现象
• 定义：
使固体颗粒悬浮于流动的流体中，并使整个系 统具有类似流体的性质。
• 适用范围：
催化反应、颗粒物料燃烧汽化、干燥、焙烧以 及输送等过程。
落下。
层高径比
后果：气固接触不良，降低设备生产 能力，增加颗粒的磨损和带出，甚 至能造成床内部构件损坏。
原因分析：床层高径比比较大；颗粒 粒度大，气流速度较高。
二、流化床反应器的操作维护知识
2、流化床反应器的基本结构 P131、P135
动画
• 结构
浓相段 稀相段 扩大段 锥底
壳体 气体分布装置
• 构成 换热装置
1、流态化的形成
操作速度
驼峰 降速时
umf
ut
实际生产中，通常采用的操作气速在0.15～0.5m/s。对热
效应不大、反应速率慢、催化剂粒度小、筛分宽、床内无
内部构件和要求催化剂带出量少的情况，宜选用较低气速。
反之，则宜用较高的气速。
流态化的形成过程
流化数
k u0 u mf
流化数一般在1.5～10的范围内，也有高达几十甚至几百的。如制苯酐的流化 数k≥10～40，石油催化裂化k=300～1000。
气固分离装置 内部构件（挡板档网、
气体预分布器）等。
2、流化床反应器的基本结构
1-加料口 2-气固分离装置 3-壳体 4-换热器 5-内部构件 6-卸料口 7-气体分布装置
气体分布装置
包括气体预分布器和气体分布板。其作用是使气体均匀分布，以形成良 好的初始流化条件，同时支承固体颗粒。
• 气体预分布器
• 气体分布板
• 支撑：床层上的固体颗粒不至于漏下 • 分流：使气体分布均匀，造成良好的起始
流化条件 • 导向：抑制气固恶性聚式流态化 • 类型：直孔型、直流型、侧流型、密孔型、填
充型、短管式分布板以及多管式气流分布器等
(1)直孔型分布板
(3)侧流型分布板
泡帽侧缝分布板
泡帽侧孔分布板
①流化床直径的计算 ②流化床高度的确定
D 4qv u0
扩大段 稀相Байду номын сангаас（分离段） 浓相段
锥底
Dd
4 q vd ut
式中 D——反应器直径，m；
qv——操作条件下的气体体积流量，m3/s；
u0——操作空床气速，m/s。
流化床基本结构
• 结构
浓相段 稀相段 扩大段 锥底
• 构成
壳体 气体分布装置 换热装置 气固分离装置 内部构件（挡板档网、
器。造粉器实际上就是一个简单的气流喷枪。它是用压缩空气以大于 300m/s的流速喷入床层，黏结的催化剂粒子即被粉碎，从而增加了粒 径小于44μm离子的含量。
• 检测：在造粉过程中，要不断从反应器中取出固体颗粒样品，进行粒 度和含量的分析，直到细粉含量达到要求为止。
了解流化床各部位是否正常工作较直观 的方法
项目二 气固相反应器选型与操作
任务2-4
流化床反应器操作指导
主讲人：杨艳玲
固定床反应器
固定床反应器： ① 床层温度难以控制，热效应大的反应难
以防止局部过热； ② 固体物料或催化剂的更换或高温下输送
较难。
最高温度
温度
请关注：
➢什么是流化床反应器？ ➢流化床反应器的特点？ ➢流化床反应器的结构？
请关注：
2、实际流态化现象
散式流态化（液固系统）：固体颗粒均匀分散在液体中，颗粒 间无显著的干扰，有一稳定的上界面。——理想流态化
聚式流态化（气固系统）：极不稳定的沸腾床，处于流态化 的颗粒群是连续的，称连续相，气泡是分散的，叫分散相。 在床层的空穴处，气体涌向空穴，流速增大，并夹带少量颗 粒以气泡的形式不连续地通过床层，在上升时逐渐长大、合 并或破裂，使床层极不稳定、极不均匀。