固定床反應器
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[1] 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。
- 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
目錄
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，網狀催化劑早已應用於工業上。蜂窩狀、纖維狀催化劑也已被廣泛使用。
數學模型
固定床反應器是研究得比較充分的一種多相反應器，描述固定床反應器的數學模型有多種，大致分為擬均相模型（不考慮流體和固體間的密度、溫度差別）和多相模型（考慮到流體和固體間的密度、溫度差別）兩類，每一類又可按是否計及返混，分為無返混模型和有返混模型，按是否考慮反應器徑向的濃度梯度和溫度梯度分為一維模型和二維模型。
視頻
固定床反應器事故集錦