流动化学反应器实现了功率连续可调,有功率表显示,其操作简单、重复性好,对于需要摸索微波催化反应条件的实验,特别是对于那些要求较小、微波功率而又希望保持连续微波辐射的化学实验,其科学性均得到理想发挥。用于实现液相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。器内常设有搅拌(机械搅拌、气流搅拌等)装置。在高径比较大时,可用多层搅拌桨叶。在反应过程中物料需加热或冷却时,可在反应器壁处设置夹套,或在器内设置换热面,也可通过外循环进行换热。本文主要介绍化学反应器的分类和设计选择。
流动化学反应器与传统固定床反应器的区别主要在于催化剂的装填方式不同。在传统固定床反应器中,催化剂颗粒随意堆积在反应器内,而串式化学反应器的催化剂颗粒是用金属丝连成长串,再以均匀分布方式或串束分布方式布置在反应器内,串的方向通常与物料流向平行。这种反应器与传统固定床反应器相比,压力降大大降低,由于催化剂串的轻轻摇晃,粉尘不易在床层积累,从而可避免局部过热现象的发生。
根据不同的工艺要求,床层空隙率可由10%任意变化到100%,因此适用于各种不同的工艺过程。串式化学反应器的催化剂生产成本比传统固定床反应器大5%~10%。由于催化剂串的布置方式不同,催化剂床层的传质、传热规律有所不同,因此研究催化剂串的不同布置方式以及不同床层空隙率时的床层传质、传热规律,对于串式化学反应器的开发设计具有十分重要的意义。