固定床反应器的设计计算

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目录

附录一 反应器的设计 ............................................................................................. 1 1.1 反应条件 ................................................................................................... 1 1.2 反应器的类型确定.................................................................................... 1 1.3 设计数据和工作参数................................................................................. 1 1.4 物料衡算和热量横算及结果 .................................................................... 2 1.5 反应器结构的计算......

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目录

附录一 反应器的设计 ............................................................................................. 1 1.1 反应条件 ................................................................................................... 1 1.2 反应器的类型确定.................................................................................... 1 1.3 设计数据和工作参数................................................................................. 1 1.4 物料衡算和热量横算及结果 .................................................................... 2 1.5 反应器结构的计算......

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目录

附录一反应器的设计 (1)

1.1 反应条件 (1)

1.2 反应器的类型确定 (1)

1.3 设计数据和工作参数 (1)

1.4 物料衡算和热量横算及结果 (2)

1.5 反应器结构的计算 (4)

1.5.1 催化剂的填充

量 (4)

1.5.2 反应管长度的计

算 (4)

1.5.3 管束尺寸和反应管的排列 (4)

1.5.4 反应床层压降 (5)

1.6 机械强度的计算和校核 (6)

1.6.1 设计的选材 (6)

1.6.2 板厚的计算 (6)

1.6.3 气压试验 (7)

1.7 气体分布板设计 (7)

1.7.1 气体分布板的形

式 (7)

1.7.2 分布板的压降 (7)

1.7.3 均匀布气压降 (8)

1.7.4 稳定性压降 (8)

1.7.5 板厚 (8)

1.7.6 孔数和孔径的确

定 (8)

1.8 壳程换热 (9)

1.8.1 采用结构 (9)

1.8.2 换热介质 (9)

1.9 管口设计 (10)

1.9.1 反应器进口 (10)

1.9.2 出口管设计 (10)

1.9.3 折流板 (11)

1.10 封头的设计 (11)

1.11 支座的设计 (11)

1.12 反应器工艺及强度计算结果 (12)

附录二精馏塔设计 (14)

2.1 塔的设计要求 (14

化工原理,化学反应工程,固定床反应器

固定床反应器的介绍

化工原理,化学反应工程,固定床反应器

固定床反应器一、固定床反应器的工业背景

二、固定床反应器的工作原理1、固定床反应器的工作原理

2、固定床反应器的原理动画

三、固定床反应器的结构形式 四、固定床反应器的工艺仿真说明1、固定床反应器的DCS图 2、固定床反应器的现场图

化工原理,化学反应工程,固定床反应器

固定床反应器的工业背景反应器是化工生产中的关键设备，是人们通过一定 的手段抑制副反应、提高转化率、提高生产能力的化学 反应设备。在反应器内不仅有化学变化过程，还有传质和穿热 过程。

按反应物系聚集状态可分为均相和非均相反应器；按换热方式分类有绝热式、对外换热式和自热式；

以反应器的结构形式又可分为釜式、管式、塔式、 固定床和流化床等反应器。

化工原理,化学反应工程,固定床反应器

主要优点 床内流体呈理想置换流动，流体停留时间可严格 控制，温度分布可适当调节。 催化剂用量少，反应器体积小，催化剂的颗粒不 易磨损，可在高温高压下操作等。 主要缺点 流体流速不能太快，传热性能差，温度分布不易 控制均匀. 在放热反应中，换热式反应器轴向位置存在“热 点”,易造成“飞温”; 不能使用细颗粒的催化剂，且催化剂的再生和

（19）中华人民共和国国家知识产权局

（12）发明专利申请

（10）申请公布号

CN109261084A

（43）申请公布日 2019.01.25（21）申请号CN201811242276.5

（22）申请日2018.10.24

（71）申请人西安航天华威化工生物工程有限公司

地址710100 陕西省西安市南郊航天城宇航街

（72）发明人邰向阳;车怀智;杨鹏;李然;付林;李浩;张举莉;杜克英

（74）专利代理机构西安新思维专利商标事务所有限公司

代理人李罡

（51）Int.CI

权利要求说明书说明书幅图

（54）发明名称

甲硫醇列管式固定床反应器

（57）摘要

本发明涉及一种甲硫醇列管式固定床反应

器，自上而下包括上管箱、壳程筒体和下管箱，

壳程筒体内设置有上管板、反应管和下管板，反

应管上下两端分别与上管板和下管板密封连接；

反应管下部管内设置有催化剂支撑弹簧。本发明

的反应器能方便装填催化剂，当单只反应管出现

泄漏时可直接封堵该反应管，不需全部拆除催化

剂，便于后期设备维修，缩短维修周期。

法律状态

第二章 啤酒废水处理构筑物设计与计算

第一节 格栅的设计计算

一、设计说明

格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在废水渠道的进口处，用于截留较大的悬浮物或漂浮物，主要对水泵起保护作用，另外可减轻后续构筑物的处理负荷。

二、设计参数

取中格栅；栅条间隙d=10mm；

栅前水深 h=0.4m；格栅前渠道超高 h2=0.3m 过栅流速v=0.6m/s； 安装倾角α=45°；设计流量Q=5000m/d=0.058m/s 三、设计计算 h2h1h1h3

3

H1hHB1B1B11500H1tg10002图2.1 格栅设计计算草图 （一）栅条间隙数(n)

n=Qmaxsina

bhv=0.058×√(sin45)÷0.01÷0.4÷0.6

=20.32 取n=21条

式中：

Q ------------- 设计流量，m3/s

α------------- 格栅倾角，取450 b ------------- 栅条间隙，取0.01m h ------------- 栅前水深，取0.4m

v --------

7多相催化反应器的设计与分析

气固催化反应过程在工业中有广泛的应用。气固催化反应器有多种型式，其中以固定床和流化床最为常见。相比之下，固定床是比较成熟的一类反应器。例如在烃类的催化重整、水煤气变换、甲醇氧化制甲醛以及合成氨等过程均使用固定床反应器，而且其规模也在不断扩大。本章将要讨论固定床催化反应器的类型和特点、反应器内的传递过程、以及反应器设计与优化等一系列工程问题。最后，将针对目前实验室使用的各类固定床反应器进行简单的介绍。具体讲解如下六个方面的内容： 固定床层内的传递现象 固定床的数学模型

绝热式固定床反应器设计与分析 换热式固定床反应器设计与分析 固定床反应器的参数敏感性分析 实验室反应器和应用 7.1固定床内的传递现象 7.1.1 固定床内的流体流动

1.表征床层内催化装填结构的物理量 （１）对固定床是空隙率ε

即

1

为了简单起见，通常使用整个床层的平均空隙率进行计算。流体流动是通过

床层空隙来实现的，流体的流通截面积为εA。但ε不均匀，真实流速u（缝隙速度）也存在分布问题，缝隙速度在壁面附近达到最大。 （２）对流化床是固含率

2.固定床空隙率的径向分布如下图所示：

3.固定床流体流动阻力

固定床层内流体流动从层流状态到湍流状态的

2.3 反应器的设计计算

反应器的机械设计遵照AS1210（无明火压力容器）标准。反应器将由低合金铬钢制成，用矿渣棉保温，由圆柱裙座和水泥地基支撑。 2.3.1 列管数的计算

本设计采用的列管规格为φ32?3.5mm，长度为3米，催化剂堆积高度为2.8米，催化剂的类型为:五氧化二钒和二氧化钛,载体为6mm瓷球，支撑方式为金属丝网和夹环[18]。

根据《化工设计项目设计手册》可知，类列管的烃负荷为340g/（管*h）。 根据物料衡算可知烃进料为6622Kg/h 则所需的列管数为：6622/0.34=19476.5根 即需要列管19480

列管以正三角形排列,管心距为40mm 根据公式： NT=3a(a+1)+1

NT----排列在六边形内的列管数 a------六边形的层数 设 a=78 NT =3×78×(78＋1)＋1=18487

设每个弓形排列列管数为172根，则弓形部分列管排列数为： 172×6=1032根；

总计：18487+1032=19519根，但因为反应器中间部位的三圈管子作为支撑，并不进行反应，所以在进行排列时要减去这三圈管数，

IC反应器设计参考loser 1. 设计说明

IC反应器，即内循环厌氧反应器，相似由2层UASB反应器串联而成。其由上下两个反应室组成。在处理高浓度有机废水时，其进水负荷可提高至35～50kgCOD/(m3·d)。与UASB反应器相比，在获得相同处理速率的条件下，IC反应器具有更高的进水容积负荷率和污泥负荷率，IC反应器的平均升流速度可达处理同类废水UASB反应器的20倍左右。 设计参数 （1） 参数选取

设计参数选取如下：第一反应室的容积负荷NV1＝35kgCOD/(m3·d)，：第二反应室的容积负荷NV2＝12kgCOD/(m3·d)；污泥产率0.03kgMLSS/kgCOD；产气率0.35m3/kgCOD （2） 设计水质

设 计 参 数

CODcr

BOD5 6000 80 1000

SS 890 30 623

进水水质/ (mg/L) 12000 去除率/ %

85

出水水质/ (mg/L) 1800

（3） 设计水量

Q＝3000m3/d＝125m3/h=0.035m3/s

2. 反应器所需容积及主要尺寸的确定（见附图6-4）

（1） 有效容积 本设计采用进水负荷率法，按中温消化（35～37℃）、污

泥为颗粒污泥等情况进行计算。

IC厌氧反应器的设计计算

1、设计参数Q（m3/d）COD进（mg/l）TKN(mg/l)2、出水水质COD出（mg/l）3、容积计算

第一反应室去除总COD的q1

80%

左右，第二反应室去除总COD的q2

155

kg/（m3.d）一般取15-25 kg/（m3.d）一般取5-10

181.33333取整得

136317

取整得取整得

20%

1200

SS出（mg/l）

40

BOD5出(mg/l)

5008000

T（℃）SS进（mg/l）NH3-N(mg/l)

37200

PHBOD5(mg/l)SO4^(2-)

小于7

你一算负荷，二算上升流

第一反应室容积负荷率（NV1）取第二反应室容积负荷率（NV2）取则

第一反应室有效容积(V1)=Q*(COD0-CODe)*q1/（NV1*1000）=第二反应室有效容积(V2)=Q*（COD0-CODe）*q2/（Nv2*1000）=总有效容积（V）=V1+V2=4、反应器的几何尺寸设定反应器的高度（H）为则

反应器的面积（A）=则反应器的几何尺寸为

25D6

5、核算反应器的总容积负荷（NV）

Nv=Q*（COD0-CODe）/V=

6、计算各反应室的高度及总循环量

m2

××

直径D=

H16

16

m

5.6433265取整得

m