流體通過靜態(tài)固體材料形成的床層反應的裝置稱為冷卻器，尤其是氣體反應材料通過固體催化劑形成的床層反應的氣固催化反應器，如煉油工業(yè)中的催化重整和天然氣轉化。與返混反應器(如流化床)相比，冷卻器中的流體流動接近水平流動，因此可以使用少量催化劑和較小的反應器體積來獲得較大的生產能力;此外，催化劑不易磨損，可長期使用(除非失活)。然而，反應器運行期間涉及的質量指標，如選擇性，對床層溫度分布具有高度非線性依賴性。因此，溫度控制問題已成為冷卻器的重點和難點。

　　大多數(shù)小型冷卻器為圓柱形，溫度沿軸向和徑向有一定的分布形式。為了不因溫度過高而損壞催化劑，首先控制反應床的高溫。主要有三種方法：

　　(1) 反應出口的溫度和濃度通過將部分進料引入筒式反應器的中間來控制。

　　(2) 反應床的溫度峰值通過調節(jié)反應器的回流來控制。仿真結果表明，在強干擾下，溫度峰值可以控制在要求的范圍內。

　　(3) 采用補償法。溫度是一個滯后性很大的變量，如果不及時控制冷卻器的溫度，可能會因不穩(wěn)定而導致超溫或熄火。補償可以用于純滯后較大的過程，但這種方法需要知道比較對象的特性，這通常很難做到。

　　對于多變量固定床催化反應過程，也可以采用經典分析方法設計控制系統(tǒng)，如頻域分析法、根軌跡分析法等，可以獲得良好的調節(jié)品質。

　　冷卻器的另一個名字是填充床反應器。固體通常是粒狀，堆積在一定高度(或厚度)的床層中。固體堆積形成的床層是靜止的，流體流經床層，實現(xiàn)流體與固體的充分接觸，從而產生化學反應。在操作過程中，廢水從反應器底部引入，空氣和廢水一起引入反應器。此類反應器通常用于處理廢水，以去除含碳生化需氧量，也可用于廢水硝化。

　　這種冷卻器用于合成、廢水處理和催化燃燒。數(shù)學模型很多，大致可分為準均質模型和非均質模型。根據(jù)是否考慮返混，每種類型可分為非返混模型和返混模型，根據(jù)是否考慮反應器的徑向濃度梯度和溫度梯度，可分為一維模型和二維模型。
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