丙烯腈流化床反应器催化剂床高和藏量的计算.doc
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1、丙烯腈流化床反应器催化剂床高和藏量的计算.、八、一前言本文从丙烯腈装置反应器催化剂床层实际测得的压差, 推导 出催化剂密相段流化密度、流化高度和催化剂藏量的计算公式, 并与原设计的半经验计算结果进行了比较,该计算结果更加准 确,符合实际。一、原设计半经验公式 气-固流化床反应器床层高度的确定应当同时考虑化学反应 动力学、 传质速率以及两相流动的影响。 但由于影响因素比较复 杂,目前还不能进行精确计算。现有的方法有:在一系列简化假 定的基础上, 同时考虑化学反应速率和扩散速度的计算方法; 采 用简化的数学模型及根据流化床气泡的产生过程进行近似计算; 根据流化床层膨胀比、空隙率进行近似计算。在一些
2、文献和书中给出了一些有关的数学模型和计算公式, 但具有一定的局限性。 本文根据床层的空隙率对流化高度进行近 似计算。在气固催化剂流化床中,当空塔线速小于临界流化速率时,为固定床阶段,床高为静止床高 H0;当气速等于临界流化速率 时,床高为Hmf,空隙率为£ mf;当气速大于临界流化速率时, 床层发生膨胀,床高为 H仁空隙率为f。静止床层高度即反应器中静止堆放催化剂的高度。临界流化床层空隙率利用下式可求: 由以上两式即可求得临界流化高度 模型中临界流化空隙率的计算是关键。 本文作者通过对各种 关联公式的分析、对比,关联式£ f=Ar-0.21 (18Re+0.36Re2)0.
3、21 具有很好的推广性。因为该公式避开了气泡理论,从流体 的流化状态出发, 使用雷诺数和阿基米德数关联空隙率, 反映湍 流状态下的流化床床层膨胀情况。但该公式还不能直接应用,即空隙率采用公式: 在公式( 4)中: 在工业生产中操作气速由反应要求和生产要求决定。 具体操 作与进气量、温度、压力、反应器有效截面积有关,计算采用下 式:在求出以上各参数的基础上利用公式:即可求出催化剂流化高度。公式(1 )(8)构成了流化床 流化高度计算的数学模型。 上述数学模型具有以下几个优点: (1) 模型简便、实用;( 2)从流化状态出发计算湍流状态下的流化 床流化高度; ( 3 )模型中基本包括了流化高度的主
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