?固定床反应器内的流体流动
? 催化剂的物理性状
? 比表面积 指每克催化剂的表面积，记为，单位为 m2/g。
? 空隙率 指催化剂床层的空隙体积与催化剂床层总体积之比，用 ε表示。
? 表观密度 又称假密度或颗粒密度，即包括催化剂颗粒中的孔隙容积时，该颗
粒的密度，记为，单位为 g/cm3。
? 堆积密度 又称填充密度，是对催化反应床层而言。即当催化剂自由地填入反
应器中时，包括床层中的自由空间，每单位体积反应器中催化剂的质量。记
为，单位可用 g/cm3,g/l或 kg/m3表示。
固定床反应器内的流体流动
? 固定床特性
? 1.体积相当直径 dV,用体积相同的球形颗粒的直径表示非
球形颗粒的直径。
球粒,
非球粒,VP
VP =VS
SV Vd ?
3
6
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3
1
6
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P
V
V
d
? 面积当量直径 da,用面积相同的球形颗粒的直径表示非球形颗粒的直径。
球粒,
非球粒,AP
AS=AP
Sa Ad ?2?
2
1
?
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?
P
a
Ad
? 比表面相当直径 dS,用比面积相同的球形颗粒的直径表示非球形颗粒的
直径。
比表面积 Sg,
m2/m3:单位体积的催化剂所具有的表面积。
m2/g:单位质量 的催化剂所具有的表面积。
球粒,
非球形颗粒,=
3
2
6 S
S
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P
P
V
A
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6
?
? 形状系数, 用体积相同的球形颗粒的外表面积比上非球形颗粒的外表面积。
1??
P
S
S A
A
?
? 三种直径的关系,
dS= dV=
S?
aS d
5.1?
? 平均直径
算术平均直径,
调和平均直径,
几何平均直径,
?
?
?
n
i
iWi dxd
1
?
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i i
Wi
d
x
d 1
1
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iii ddd
?固定床当量直径 de
de=4RH=4
式中,dS:比表面当量直径
流道的润湿周边
流道的有效截面积
Se dd ?
?
?
?
13
2
?固定床反应器中流体流动特性
? 流体在固定床中的流动的复杂性
在床层径向，流速分布不均匀，滞流、过渡流、湍流同时存在
径向、轴向返混同时存在。
? 固定床流体流动模型
流体流动由两部分合成：一部分为流体以平均流速沿轴向作理想
置换式流动；另一部分为流体的径向和轴向的混和扩散。
? 使气体分布均匀的办法
a.使催化剂各部位阻力相等。
b.采用气体分布器。如分布锥、分配头、设栅板等。
c.附加导流装置。
?流体通过固定床的压力降
? 压降产生原因,
摩擦阻力 ΔP1：由于流体颗粒表面之间的摩擦产生。
局部阻力 ΔP2：流体在孔道内的收缩、扩大及再分布所引起的。
? 压降的计算
ΔP=ΔP1+ ΔP2
= Pa
式中混合物的粘度 kg/m.s
3
0
2
3
2
0
2
)1(75.1)1(150
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1
ii
ifii
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My
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简化式：当 时,ΔP=ΔP1
当 ReM>103时,ΔP=ΔP2
设计要求,ΔP≤15%P 操
工业上降低压力降的办法,↑ ε,↓ L0,↓ uOG,↑ dS等。
10
1
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? 催化剂的物理性状
? 比表面积 指每克催化剂的表面积，记为，单位为 m2/g。
? 空隙率 指催化剂床层的空隙体积与催化剂床层总体积之比，用 ε表示。
? 表观密度 又称假密度或颗粒密度，即包括催化剂颗粒中的孔隙容积时，该颗
粒的密度，记为，单位为 g/cm3。
? 堆积密度 又称填充密度，是对催化反应床层而言。即当催化剂自由地填入反
应器中时，包括床层中的自由空间，每单位体积反应器中催化剂的质量。记
为，单位可用 g/cm3,g/l或 kg/m3表示。
固定床反应器内的流体流动
? 固定床特性
? 1.体积相当直径 dV,用体积相同的球形颗粒的直径表示非
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?固定床反应器中流体流动特性
? 流体在固定床中的流动的复杂性
在床层径向，流速分布不均匀，滞流、过渡流、湍流同时存在
径向、轴向返混同时存在。
? 固定床流体流动模型
流体流动由两部分合成：一部分为流体以平均流速沿轴向作理想
置换式流动；另一部分为流体的径向和轴向的混和扩散。
? 使气体分布均匀的办法
a.使催化剂各部位阻力相等。
b.采用气体分布器。如分布锥、分配头、设栅板等。
c.附加导流装置。
?流体通过固定床的压力降
? 压降产生原因,
摩擦阻力 ΔP1：由于流体颗粒表面之间的摩擦产生。
局部阻力 ΔP2：流体在孔道内的收缩、扩大及再分布所引起的。
? 压降的计算
ΔP=ΔP1+ ΔP2
= Pa
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工业上降低压力降的办法,↑ ε,↓ L0,↓ uOG,↑ dS等。
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