流體通過(guò)由靜置的固體物料所形成的床層而進(jìn)行反應(yīng)的裝置都稱為固定床反應(yīng)器，其中尤以氣態(tài)的反應(yīng)物料通過(guò)由固體催化劑所構(gòu)成的床層反應(yīng)的氣-固相催化反應(yīng)器占主導(dǎo)地位，如煉油工業(yè)中的催化重整、天然氣轉(zhuǎn)化等。與返混式的反應(yīng)器（如流化床）相比，固定床反應(yīng)器內(nèi)流體的流動(dòng)接近于平推流，因此可用少量的催化劑和較小的反應(yīng)器容積來(lái)獲取較大的生產(chǎn)能力；而且催化劑不易磨損，可長(zhǎng)期使用（除非失活）。然而，反應(yīng)器操作過(guò)程中所關(guān)心的質(zhì)量指標(biāo)如選擇性等卻對(duì)床層的溫度分布存在高度的非線性依賴關(guān)系，因此溫控問(wèn)題就成為固定床反應(yīng)器的關(guān)鍵和難點(diǎn)所在。
小型固定床反應(yīng)器大都是圓柱形狀，溫度沿著軸向和徑向具有一定的分布形式。為了不致超溫而破壞催化劑，先要控制反應(yīng)床層中的高溫度。主要有以下三種方法：
?。?）在筒式反應(yīng)器中部引入部分進(jìn)料量來(lái)控制反應(yīng)出口的溫度和濃度。這種方法在1970年提出，后來(lái)得到了廣泛的應(yīng)用；
?。?）采用調(diào)節(jié)反應(yīng)器回流量的手段控制反應(yīng)床層中的溫峰。仿真計(jì)算表明，在較強(qiáng)的擾動(dòng)情況下，采用這種方法可以把溫峰控制在要求的范圍內(nèi)；
?。?）采用Smith補(bǔ)償。溫度是具有很大滯后的變量，而固定床反應(yīng)器的溫度若得不到及時(shí)地控制，可能由于不穩(wěn)定而引起超溫或熄火。對(duì)于具有大純滯后的過(guò)程可采用Smith補(bǔ)償，但這種方法要求知道比較的對(duì)象特性，這一點(diǎn)往往很難做到。
對(duì)于多變量的固定床催化反應(yīng)過(guò)程，也可以用經(jīng)典的分析方法設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)，比如頻域分析方法、根軌跡分析方法等，可以得到良好的調(diào)節(jié)質(zhì)量。
更新時(shí)間：2020-06-30 
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