固定床实验装置搭建

1. lkd是什么

lkd是指LKD-3型小型固定床实验装置。

LKD-3型小型固定床实验装置是一种用于化学领域的科学仪器，于2015年3月20日启用。能源化工与绿色催化：煤化工、C1化工新催化材料和催化剂评价筛选。

技术指标：

1、催化剂堆密度：0.4~1.0 g/mL。

2、催化剂粒径分布：0.5~2.5 mm。

3、反应温度：200~1000 oC。

4、进料空速： 5000~100000 h-1。

5、反应压力：0.1~5.0 MPa。

6、催化剂装量：5~15 mL。

7、催化剂床层高径比：0.8~2.0 （内径20~25 mm）。

2. lkd是什么意思

LKD是locked的缩写。

locked

英 [lɒkɪd] 美 [lɒkɪd]

adj. 锁定的

动词lock的过去式和过去分词形式。

例句：This lock identifier must be included with each request to modify locked session-store data.

翻译：此锁定标识符必须包含在每个请求中以修改锁定的会话存储区数据。

近义词

protected

英 [prə'tektɪd] 美 [prə'tektɪd]

adj. 受保护的

动词protect的过去式和过去分词形式。

例句：It's against the law to kill protected animal.

翻译：屠杀被保护动物是违法的。

短语：protected species 受保护物种

3. 微反应实验装置是由哪几部分组成

1）输送泵，多选柱塞泵，又名平流泵，计量泵等等；
2）微混合器模块，微反应器模块，管式反应器模块，根据不同反应条件，选择合适的通道结构形式和模块；
3）出料。
同把大象放冰箱的步骤一样。

4. 固定床制取半水煤气，原理、工艺、

工厂生产方法有：
1、电解水制氢．
水电解制氢是目前应用较广且比较成熟的方法之一。水为原料制氢过程是氢与氧燃烧生成水的逆过程，因此只要提供一定形式一定能量，则可使水分解。提供电能使水分解制得氢气的效率一般在75-85％，其工艺过程简单，无污染，但消耗电量大，因此其应用受到一定的限制。利用电网峰谷差电解水制氢，作为一种贮能手段也具有特点。我国水力资源丰富，利用水电发电，电解水制氢有其发展前景。太阳能取之不尽，其中利用光电制氢的方法即称为太阳能氢能系统，国外已进行实验性研究。随着太阳电池转换能量效率的提高，成本的降低及使用寿命的延长，其用于制氢的前景不可估量。同时，太阳能、风能及海洋能等也可通过电制得氢气并用氢作为中间载能体来调节，贮存转化能量，使得对用户的能量供应更为灵活方便。供电系统在低谷时富余电能也可用于电解水制氢，达到储能的目的。我国各种规模的水电解制氢装置数以百计，但均为小型电解制氢设备，其目的均为制提氢气作料而非作为能源。随着氢能应用的逐步扩大，水电解制氢方法必将得到发展。
2、矿物燃料制氢
以煤、石油及天然气为原料制取氢气是当今制取氢气是主要的方法。该方法在我国都具有成熟的工艺，并建有工业生产装置。
（1）煤为原料制取氢气
在我国能源结构中，在今后相当长一段时间内，煤炭还将是主要能源。如何提高煤的利用效率及减少对环境的污染是需不断研究的课题，将煤炭转化为氢是其途径之一。
以煤为原料制取含氢气体的方法主要有两种：一是煤的焦化（或称高温干馏），二是煤的气化。焦化是指煤在隔绝空气条件下，在90－1000℃制取焦碳副产品为焦炉煤气。焦炉煤气组成中含氢气55-60％（体积）甲烷23-27％、一氧化碳6-8％等。每吨煤可得煤气300－350m3，可作为城市煤气，亦是制取氢气的原料。煤的气化是指煤在高温常压或加压下，与气化剂反应转化成气体产物。气化剂为水蒸汽或氧所（空气），气体产物中含有氢有等组份，其含量随不同气化方法而异。我国有大批中小型合成氢厂，均以煤为原料，气化后制得含氢煤气作为合成氨的原料。这是一种具有我国特点的取得氢源方法。采用OGI固定床式气化炉，可间歇操作生产制得水煤气。该装置投资小，操作容易，其气体产物组成主要是氢及一氧化碳，其中氢气可达60％以上，经转化后可制得纯氢。采用煤气化制氢方法，其设备费占投资主要部分。煤地下气化方法近数十年已为人们所重视。地下气化技术具有煤 资源利用率高及减少或避免地表环境破坏等优点。中国矿业大学余力等开发并完善了"长通道、大断 面、两阶段地下煤气化"生产水煤气的新工艺，煤气中氢气含量达50％以上，在唐山刘庄已进行工业性试运转，可日产水煤气5万m3，如再经转化及变压吸附法提纯可制得廉价氢气，该法在我国具有一定开发前景．我国对煤制氢技术的掌握已有良好的基础，特别是大批中小型合成氨厂的制氢装置遍布各地，为今后提供氢源创造了条件。我国自行开发的地下煤气化制水煤气获得廉价氢气的工艺已取得 阶段成果，具有开发前景，值得重视。
（2）以天然气或轻质油为原料制取氢气
该法是在催化剂存在下与水蒸汽反应转化制得氢气。主要发生下述反应：
CH4＋H2O→CO＋H2
CO＋H2O→COZ＋HZ
CnH2h＋2＋Nh2O→nCO＋（Zh＋l）HZ
反应在800-820℃下进行。从上述反应可知，也有部分氢气来自水蒸汽。用该法制得的气体组成中，氢气含量可达74％（体积），其生产成本主要取决于原料价格，我国轻质油价格高，制气成本贵，采用受到限制。大多数大型合成氨合成甲醇工厂均采用天然气为原料，催化水蒸汽转化制氢的工艺。我国在该领域进行了大量有成效的研究工作，并建有大批工业生产装置。我国曾开发采用间歇式天然气蒸汽转化制氢工艺，制取小型合成氨厂的原料，这种方法不必用采高温合金转化炉，装置投资成本低。以石油及天然气为原料制氢的工艺已十分成熟，但因受原料的限制目前主要用于制取化工原料。
（3）以重油为原料部分氧化法制取氢气
重油原料包括有常压、减压渣油及石油深度加工后的燃料油，重油与水蒸汽及氧气反应制得含氢
气体产物。部分重油燃烧提供转化吸热反应所需热量及一定的反应温度。该法生产的氢气产物成本
中，原料费约占三分之一，而重油价格较低，故为人们重视。我国建有大型重油部分氧化法制氢装置，用于制取合成氢的原料。

5. 固定床反应器哪家好

又称填充床反应器，装填有固体催化剂或固体反应物用以实现多相反应过程的一种反应器。固体物通常呈颗粒状，粒径2～15mm左右，堆积成一定高度（或厚度）的床层。床层静止不动，流体通过床层进行反应。它与流化床反应器及移动床反应器的区别在于固体颗粒处于静止状态。固定床反应器主要用于实现气固相催化反应，如氨合成塔、二氧化硫接触氧化器、烃类蒸汽转化炉等。用于气固相或液固相非催化反应时，床层则填装固体反应物。涓流床反应器也可归属于固定床反应器，气、液相并流向下通过床层，呈气液固相接触。

6. 北京哪里能做加氢的实验，微反装置就行呢，固定床或者反应釜都行。价格好说

北京石科院

7. 目前工业固定床重整装置各反应装入催化剂量的比例如何

固定床重整装置各反应器装入催化剂量的比例：
一反：10%，二反：15%，三反：25%，四反：50%

8. 固定床和流化床有什么区别

固定床，由于流体是柱塞流，不存在返混现象，但是对于热效应明显的反应，会专存在传热的属问题，通常会将催化剂分多段装填．另外，也很难保证催化剂各处的反应物均匀．但固定床结构简单，容易设计，是工业上最广泛彩的反应装置．
流化床，流体处于完全返混状态，可以更有利于传质传热．由于催化剂与反应物一起运动，可以使反应物与催化剂更充分的接触，可以获得转化率更高产物品质更稳定的产物．但是由于催化剂与反应物一起运动，反应后需要将催化剂分离，一般采用旋风分离机，所以催化剂不可避免会有所损失，也会造成粉尘污染．而且催化剂与因与流体一起运动，会不断发生碰撞，会造成催化剂的磨损．由于催化剂处于悬浮状态，所以催化剂的粒径要合适．总体上来讲，流化床的设计难度较大．

9. 求固定床吸附器的资料

固定床吸附器：

⑴ 形式与结构：

工业上应用最多的吸附设备是固定床吸附器，主要有立式和卧式两种，都是圆柱形容器。卧式圆柱形吸附器，两端为球形顶盖，靠近底部焊有横栅条，其上面放置可拆式铸铁栅条，栅条上再放金属网(也可用多孔板替代栅条)，若吸附剂颗粒细，可在金属网上先堆放粒度较大的砾石再放吸附剂。立式吸附器基本结构与卧式相同。

⑵ 吸附过程的操作方式：

a)、间隙过程：欲处理的流体通过固定床吸附器时，吸附质被吸附剂吸附，流体是由出口流出，操作时吸附和脱附交替进行。

b)、连续过程:通常流程中都装有两台以上吸附器，以便切换使用。在吸附时原料气由下方通人，吸附后的原料气从顶部出口排出。与此同时，吸附器处于脱附再生阶段，再生用气体由加热器加热至要求的温度，再生气进入吸附器的流向与原料气相反，再生气携带从吸附剂上脱附的组分从吸附器底部放出，经冷却器冷凝分离，再生气循环使用。如果所带组分不易冷凝，要采用其它方法使之分离。

⑶ 优缺点：

a）优点：结构简单、造价低，吸附剂磨损少。

b）缺点:

ⅰ）操作麻烦，因是间歇操作，操作过程中两个吸附器需不断地周期性切换；

ⅱ) 单位吸附剂生产能力低，因备用设备虽然装有吸附剂，但处于非生产状态；

ⅲ)固定床吸附剂床层尚存在传热性能较差，床层传热不均匀等缺点。

2 固定床吸附器的操作特性：

1)非定态的传质过程

当流体通过固定床吸附剂颗粒层时，床层中吸附剂的吸附量随着操作过程的进行而逐渐增加，同时床层内各处浓度分布也随时间而变化。

ⅰ）未吸附区

吸附质浓度为 的流体由吸附器上部加入，自上而下流经高度为 的新鲜吸附剂床层。开始时，最上层新鲜吸附剂与含吸附质浓度较高的流体接触，吸附质迅速地被吸附，浓度降低很快，只要吸附剂床层足够，流体中吸附质浓度可以降为零。经过一段时间dl后,水平线密度大小表示固定床内吸附剂上吸附质的浓度分布，顶端的吸附剂上吸附质含量高，由上而下吸附剂上吸附质含量逐渐降低，到一定高度 以下的吸附剂上吸附质含量均为零，即仍保持初始状态，称该区为未吸附区。此时出口流体中吸附质组成 近于零。

ⅱ) 吸附传质区、吸附传质区高度

继续操作至 时，由于吸附剂不断吸附，吸附器上端有一段吸附剂上吸附质的含量已经达到饱和，向下形成一段吸附质含量从大到小的 形分布的区域，从 到 的 线所示。这一区域为吸附传质区，其所占床层高度称为吸附传质区高度，此区以下仍是未吸附区。

ⅲ) 饱和区

在饱和区内，两相处于平衡状态，吸附过程停止；从高度 处开始，两相又处于不平衡状态，吸附质继续被吸附剂吸附，随之吸附质在流体中的浓度逐渐降低，至 处接近于零，此后，过程不再进行。

ⅳ) 吸附波

吸附传质只在吸附传质区内进行,再继续操作，吸附器上端的饱和区将不断扩大，吸附传质区尤如“波”一样向下移动，故称为吸附波，其移动的速度远低于流体流经床层的速度。到 时，吸附传质区的前端已移至吸附器的出口。

ⅴ）穿透点与穿透曲线

从吸附器流出的流体中吸附质浓度突然升高到一定的最高允许值 说明吸附过程达到所谓的“穿透点”。若再继续通人流体，吸附传质区将逐渐缩小，而出口流体中吸附质的浓度将迅速上升，直至吸附传质区几乎全部消失，吸附剂全部饱和，这时出口流体中吸附质浓度接近起始浓度y。实际上吸附操作只能进行到穿透点为止，从过程开始到穿透点所需时间称为穿透时间。

vi) 吸附负荷曲线与穿透曲线的关系

吸附负荷曲线与穿透曲线成镜面相似，即从穿透曲线的形状可以推知吸附负荷曲线。对吸附速度高而吸附传质区短的吸附过程，其吸附荷曲线与穿透曲线均陡些。

不仅吸附负荷曲线、穿透曲线、吸附传质区高度和穿透时间互相密切相关，而且都与吸附平衡性质、吸附速率、流体流速、流体浓度以及床高等因素有关。一般穿透点随床高的减小，吸附剂颗粒增大，流体流速增大以及流体中吸附质浓度增大而提前出现。所以在一定条件下，吸附剂的床层高度不宜太小。因为床高太小，穿透时间短，吸附操作循环周期短，使吸附剂的吸附容量不能得到充分的利用。

2) 作用：固定床吸附器的操作特性是设计固定床吸附器的基本依据，通常在设计固定床吸附器时，需要用到通过实验确定的穿透点与穿透曲线，因此实验条件应尽可能与实际操作情况相同。

3 固定床吸附器的设计计算

⑴ 固定床吸附器设计计算的主要内容

固定床吸附器设计计算的主要内容是根据给定体系，分离要求和操作条件，计算穿透时间为某一定值(吸附器循环操作周期)时所需床层高度，或一定床高所需的穿透时间。

对优惠型等温线系统，在吸附过程中吸附传质区的浓度分布(吸附负荷曲线)很快达到一定的形状与高度，随着吸附过程不断进行，吸附传质区不断向前平移，但吸附负荷曲线的形状几乎不再发生变化。因此应用不同床高的固定床吸附器将得到相同形状的穿透曲线。当操作到达穿透点时，在从床人口到吸附传质区的起始点 处的一段床层中吸附剂全部饱和在吸附传质区(从 到 )中吸附剂上的吸附质含量从几乎饱和到几乎不含吸附质，其中吸附质的总吸附量可等于床层高为 的床层的饱和吸附量。所以整个床层高 中相当于床高为 的床层饱和，而有 的床高还没有吸附，这段高度称为未用床层高 。对于一定吸附符合曲线， 为一定值。根据小型实验结果进行放大设计的原则是未用床高 不因总床高不同而不同，所以，只要求出未用床高 ，即可进行固定床吸附器的设计，即 。

⑵ 确定未用床高 有两种方法：

① 根据完整的穿透曲线求 。当达到穿透点时，相当于吸附传质区前沿到达床的出口。 时相当于吸附传质区移出床层，即床层中的吸附剂已全部饱和。图中阴影面积E对应于到达穿透点时床层中吸附质的总吸附量；阴影面积F对应于穿透点时床层尚能吸附的吸附量，因此到达穿透点时的未用床高为：

(9—16)

② 根据穿透点与吸附剂的饱和吸附量求 。因为到达穿透点时被吸附的吸附质总量为:

(9—17)

式中 ——流体流量， 惰性流体／s；

——穿透时间，s；

——流体中吸附质初始组成， 吸附质／ 惰性流体；

——与初始吸附剂呈平衡的流体相中的平衡组成， 吸附质／ 惰性流体。

吸附W 的吸附质相当于有 ，高的吸附剂层已饱和，故

(9—18)

式中 ——床层截面积，m2；

——吸附剂床层视密度，kg／m3；

——与流体相初始组成y。呈平衡的吸附剂上吸附质含量，kg吸附质／kg吸附剂；

——吸附剂上初始吸附质含量，kg吸附质／kg吸附剂。

所以床中的未用床高为：

(9—19)

③ 动态平衡吸附量和静态平衡吸附量：

(ⅰ)、所谓动态平衡吸附量是指在一定压力、温度条件下，流体通过固定床吸附剂，经过较长时间接触达到稳定的吸附量。它不仅与体系性质、温度和压力有关，还与流动状态和吸附剂颗粒等影响吸附过程的动态因素有关。其值通常小于静态平衡吸附量。如：式(9—19)中的平衡吸附量是指动态平衡吸附量。

(ⅱ)、所谓静态平衡吸附量是指一定温度和压力条件下，流体两相经过长时间充分接触，吸附质在两相中达到平衡时的吸附量。

9.4.2 移动床吸附器与移动床吸附过程计算：

1 移动床吸附器：

流体或固体可以连续而均匀地在移动床吸附器中移动，稳定地输入和输出。同时使流体与固体两相接触良好，不致发生局部不均匀的现象。

移动床吸附器又称“超吸附器”，特别适用于轻烃类气体混合物的提纯。图9—12所示，是从甲烷氢混合气体中提取乙烯的移动床吸附器。从吸附器底部出来的吸附剂由气力输送的升降管(9)送往吸附器顶部的料斗(3)中加入器内。吸附剂以一定的速度向下移动，在向下移动过程中，依次经历冷却，吸附、精馏和脱附各过程。由吸附器底部排出的吸附剂已经过再生，并供循环使用。待处理的原料气经分配板(4)分配后导人吸附器中，与吸附剂进行逆流接触，在吸附段(5)中活性炭将乙烯和其它重组分吸附，未被吸附的甲烷和氢成为轻馏分从塔顶放出。已吸附乙烯等组分的活性炭继续向下移动，经分配器进入精馏段(b)，在此段内较难吸附的组分(乙烯等)被较易吸附的组分(重烃)从活性炭中置换出来。各烃类组分经反复吸附和脱附，重组分沿吸附器高从上至下浓度不断增大，与精馏塔中的精馏段类似。经过精制的馏分分别以侧线中间馏分(主要是乙烯，含少量丙烷)和塔底重馏分(主要是丙烷和脱附引入的直接蒸汽)的形式被采出。最后吸附了重烃组分的活性炭进人解吸段，解吸出来的重组分以回流形式流人精馏段。

移动床吸附过程可实现逆流连续操作，吸附剂用量少，但吸附剂磨损严重。可见能否降低吸附剂的磨损消耗，减少吸附装置的运转费用，是移动床吸附器能否大规模用于工业生产的关键。由于高级烯烃的聚合使活性炭的性能恶化，则需将其送往活化器中用高温蒸汽(400～500℃)进行处理，以使其活性恢复后再继续使用。

2 移动床吸附过程计算

移动床吸附器中，流体与固体均以恒定的速度连续通过吸附器，在吸附器内任一截面上的组成均不随时间而变化。因此可认为移动床中吸附过程是稳定吸附过程。对单组分吸附过程而言，其计算过程与二元气体混合物吸收过程类似，应用的基本关系式也是物料衡算(操作线方程)、相平衡关系和传质速率方程。为简化讨论，现以单组分等温吸附过程为例，论其计算原理。

连续逆流吸附装置如图9—13所示，对装置上部作吸附质的物料衡算，可得出连续、逆流操作吸附过程的操作线方程

(9—20)

式中 ——不包括吸附质的气相质量流速， ；

——不包括吸附质的吸附剂质量流速， ；

——吸附质与溶剂的质量比；

——吸附质与吸附剂的质量比。

显然，吸附操作线方程为一直线方程，如图9—14所示。

见图9—13，取吸附装置的微元段d 作物料衡算，

得：

(9—21)

根据总传质速率方程式(9—12)，d 段内传质速率

可表示为：

(9—22)

式中 ——以 表示推动力的总传质系数， ；

——单位体积床层内吸附剂的外表面， 床层；

——与吸附剂组成X呈平衡的气相组成， 吸附质／ 惰性气。

若 可取常数，则式(9—22)积分可得吸附剂层的高度为：

(9—23)

式中 由下式确定：

(9—24)

其中 与 为气相侧与固相侧的传质分系数，阴为平衡线的斜率。因为在吸附剂通过吸附器的过程中，吸附质逐步渗入吸附剂内部，应用以平均浓度差推动力为基础的固相侧传质分系数 不是常数，所以式(9—23)和(9—24)在使用时只有当气相阻力控制时才可靠。然而，对实际吸附过程来说，常常是固体颗粒内的扩散阻力占主导地位，有关这方面的内容可参阅Perry手册。