固定床反應器指在反應器內(nèi)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(xiàn)非均相反應過程。這類反應器的特點是充填在設備內(nèi)的固體顆粒固定不動,有別于固體物料在設備內(nèi)發(fā)生運動的移動床和流化床,又稱填充床反應器。廣泛用于氣-固相反應和液-固相反應過程,例如,合成氨工業(yè)中的固定半水煤氣發(fā)生爐,水處理中的固定床離子交換柱等。涓流床反應器也可歸屬于固定床反應器,氣、液相并流向下通過床層,呈氣液固相接觸。
有三種基本形式:
?、佥S向絕熱式:流體沿軸向自上而下流經(jīng)床層,床層同外界無熱交換。
②徑向絕熱式:流體沿徑向流過床層,可采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(jié)構(gòu)較軸向反應器復雜。以上兩種形式都屬絕熱反應器,適用于反應熱效應不大,或反應系統(tǒng)能承受絕熱條件下由反應熱效應引起的溫度變化的場合。
?、哿泄苁剑河啥喔磻懿⒙?lián)構(gòu)成。管內(nèi)或管間布置催化劑,載熱體流經(jīng)管間或管內(nèi)進行加熱或冷卻,管徑通常在25~50mm之間,管數(shù)可多達上萬根。適用于反應熱效應較大的反應。
此外,尚有由上述基本形式串聯(lián)組合而成的反應器。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(lián)成多級絕熱式反應器,反應器之間設換熱器或補充物料以調(diào)節(jié)溫度,以便在接近于溫度條件下操作。