固定流化床FFB裝置

       固定流化床技術在處理固體和流體的傳質和傳熱過程工程中有著廣泛的應用。它在工業過程中也有普遍的應用，如催化裂化反應，固體燃料的氣化和燃燒，大批原料干燥，以及礦石的煅燒和處理等。固定流化床反應器具有造價低、熱效率較高、床層等溫、操作和維修費用大大節省等優點。
目前固定流化床實驗裝置的形式主要有以下三種：

用于催化裂化反應的三種固定流化床反應器示意圖

       一、為直桶形，它是研究流態化工程原理見的一種型式。因為它結構型式簡單，對于 A 類顆粒，如催化裂化催化劑來說，只要桶體尺寸和操作條件合適，床層會出現固定床，氣固散式流態化，氣固鼓泡流態化，喘動流態化等幾種不同狀態。但在這種反應器中，在沒有空氣分布板的情況下，在反應器內很容易出現大量的鼓泡現象，氣固接觸效果差，操作彈性小。
      二、反應器上部為圓柱形，下部為錐形，這種固定流化床在研究煉油工藝研究中是見的一種反應器型式。

此裝置的特點主要包括以下幾個方面： 
     （1）結構比較簡單，底部錐形設計有利于油氣與催化劑的接觸和混合，能避免反應器內死床的發生，特別是對于像催化裂化這樣體積增大的反應，能有效的減小反應器內的波動情況；另外，研究表明，錐形段母線與垂線之間的夾角要小于30°，否則催化劑就會停留在反應器壁上，影響反應器內催化劑的流動。
      （2）具有操作方便，適應性強等優點。原料油與水蒸氣充分混合后直接從底部進料。內部無其他部件，減少了原料，特別是重油在其上結焦的可能性，另外，還為卸劑減少了不必要的麻煩。在高溫的情況下，尤其是催化裂解反應，結焦還是比較嚴重的。
       第三種反應器是在第二種的基礎上進行了改動，主要是在下部添加了空氣分布板，能夠限制氣泡的增長，使氣體相與顆粒間更充分的接觸，從而增加了它們的交換速率，但擋板的設置使得反應器的結構復雜，一定程度上增加了操作難度，并且很大程度上提高了反應器結構上焦炭的生成，所以這種模型對重油進料和條件苛刻的反應適應性差。
       實驗裝置主要部分由進料系統、進水系統、反應器部分、液體接收系統、氣體接收系統以及溫控系統等幾大部分組成，

其流程圖如圖 3-1 所示：

固定流化床實驗裝置流程圖
       1.原料油杯；2.蒸汽發生爐；3.電子天平；4.原料油泵；5.三通閥蒸餾水瓶；6.蒸餾水；7.水泵；8.單通閥；9.單向閥；10.混合加熱爐；11.反應器；12.陶瓷過濾器；13.熱電偶；14.產物保溫帶；15.一級接收瓶；16.一級冷凝器；17.二級接收瓶；18.三級接收瓶；19.二級冷凝器；20.集氣瓶；21.卸劑系統；22.真空泵
       針對渣油具有很高的粘稠度，對試驗裝置進行了特殊設計和設備選型，使之能適合多種餾分油進料，包括常壓渣油，乃至減壓渣油。
       一般來說，工業裝置的操作參數不可單調，很難得出某一操作參數對裂化結果的影響，而該實驗裝置采用電加熱，不受工業裝置的熱平衡限制，是一個非熱平衡系統，所以各操作參數是可以單獨調節的，這對確定某一參數的單獨影響是非常有利的。該實驗裝置主要考察反應溫度、劑油比、水油比、空速等反應條件對實驗結果的影響。這些參數都是可以單獨調節的，如反應溫度，可實現調節反應器部分的加熱爐溫度。該裝置的各個參數調節范圍均比較寬，如反應溫度為 450~700℃，劑油比為 3~15，水油比為 0.01~0.2，進油速率為 0~120mL/min 等。這對研究不同的原料和工藝參數提供了范圍上的保障。