涓流床反應器（trickle bed reactor）是套用廣泛的三相反應器之一。在涓流床反應器中，液體向下流動，以液膜形式通過填料，為分散相；而氣體以並流或逆流的形式，在填料問流動。常用的操作方式是二者並流向下流動。涓流床反應器主要套用在加氫脫硫、加氫裂化、加氫精制、各種石油餾分加氫、潤滑油加氫和等方面。
基本介紹
- 中文名：涓流床
- 外文名：trickle bed reactor
- 屬於：三相反應器之一
- 套用：等加氫脫硫、加氫裂化
- 特點：並存有氣液固三相
- 操作方式：並流向下流動
簡介,優點,套用,理想涓流床反應器模型,液體滯留量,
簡介
所謂涓流床反應器。實際上是一類非均相催化反應器。在這類反應器中，液相和氣相反應物同時順流向下流過裝填有固相催化劑的床層，並在催化劑上發生催化反應。這類反應器早在三十年代已出現，五十年代已有工業規模的套用，但對它進行系統地、深入地研究卻是七八十年代年的事。
涓流床反應器一般都是絕熱操作的，如果反應放熱，軸向有溫升，為防止溫升過高，一般總是使氣體或部分冷卻後的產物循環。當氣液比較大時，採用氣體循環較多。而當氣體反應物消耗很大時，使用液體循環更為有效和理想。如果液體反應物中含有揮發性組分，反應熱將由液體的部分蒸發來消耗，從而使床層溫升不會太高。特別是當反應液體是水溶液時，由於水的潛熱很大，從而使床層有可能接近於等溫，所以，在煤的能源轉換和三廢治理中會愈來愈多地使用涓流床。
優點
涓流床反應器里，並存有氣液固三相，又有氣體或產品的循環，因此整個系統比較複雜。雖然涓流床反應器比較複雜，但和氣固非均相催化反應器比較，具有下列優點：①對易於結焦的石油餾分，由於液體經常淋洗催化劑而焦溶解，因此催化劑的活性能保持較長的時間。②對氣相條件下不穩定的化合物，使用涓流床能避免反應物的分解。③對能汽化的反應物，使用涓流床能改善傳熱性能，溫度易於控制，而且由於無需把反應物全部汽化，在能量消耗上也較有利。
涓流床反應器與另一類三相反應器——泥漿反應器比較，又具有以下優點：①涓流床反應器的流型接近於活塞流，因此能獲得高的轉化率；②無需泥漿反應器系統那樣的龐大而昂貴的催化劑和產品的分離回收設備；③液固比要比泥漿反應器小得多，從而減少了可能發生的均相副反應。
套用
煉製和石油化學工業中，相當廣泛地使用著涓流床反應器。特別是在原油和各種石油餾分的加氫脫硫，各種潤滑油及石油餾分的加氫精制，重質油的加氫裂解以及其他的加氫處理過程中，涓流床反應器的使用更為普遍。在其它領域中，如煤的能源轉換和廢水廢氣淨化的催化過程中，涓流床反應器的使用也日益增多。
理想涓流床反應器模型
影響涓流床反應器性能的因素很多，而且極其複雜，要想精確地描述它的行為有很大困難，理想涓流床反應器滿足如下條件：
（1）床層中液體的流動是活塞流的，不存在軸向和徑向的離散。
（2）氣液、液固以及催化劑內部都沒有傳質和傳熱的限制。
（3）床層中的任何一點，在任何時間，氣液都處於平衡狀態。
（4）催化反應對液體反應物而言是一級,的，而溶於液體中的氣體反應物可以認為是大大過量的。
（5）催化劑粒子全都為液體所包繞，催化反應僅發生於催化劑表面上。
（6）不發生反應物或產物的冷凝或汽化。
液體滯留量
在涓流床反應器中，液體滯留量H是一個非常重要的參數。它既是對液固間接觸效率的一個測量（雖然這種測量是近似的和不完整的），又是估算液體反應物平均停留時間和平均液膜厚度的必不可少的數據。同時，在涓流床反應器設計和實驗數據的解釋上也是極其重要的。
液體滯留量通常用每單位體積反應器內所含的液體體積來表示。單位反應器體積一般用表觀床層體積，也有用床層空體積作標準的，因此，液體滯留量H是一個無因次的分數。對於多孔的固體催化劑，滯留的液體既存在於催化劑內孔中，又存在於粒子的外表面。前者稱為內滯留，後者稱為外滯留。兩者之和是總的液體滯留量。外滯留又由流動滯留或動態滯留及殘滯留兩部分構成。殘滯留是指經氣體吹趕後仍保留在催化劑外表面的那部分液體。
測量填料床層中液體滯留量的方法最常用的有三種：體積法、重量法和示蹤劑法。
由於液體滯留量在研究和設計涓流床反應器中是極為重要的參數，因此許多研究者對它及其影響因素進行了大量的研究。影響滯留量的主要因素是液體的表觀流速。液體分布器、催化劑粒子大小形狀、床層高度,潤濕特性、氣體流速以及流體性質等因素對它也有影響。
