在化工生产中,大多数原材料直接或间接地来源于各种不可再生能源,而现今的新能源尚不能完全取代传统的能源,而传统能源正面临着枯竭。因此近年来,对机械设备的效率要求也越来越高,针对化工生产设备提高设备效率的研究得到了长足的进步,在化工生产设备中,高效率的化工反应设备得到大力推广。本文基于自行发明设计的新型双夹套式固定床反应器(公开号:CN104190329A)——一种双夹套式固定床反应器。在本文中,首先介绍了反应器结构,随后提出一种控制系统,通过控制系统为反应器完成自动进料、循环液恒温循环、反应成品输出等流程;然后,分析并通过实验验证在不同的进料速度、循环液温度和循环液流速的条件下反应器换热效果;最后,分析反应器反应室内在不同边界条件下轴向和径向上温度的分布,通过对固定床反应器进行数值模拟结果的分析,优化反应器的进口结构形式和循环液恒温控制方式。通过对双夹套式反应器进行数值模拟和实验结果进行分析,结果显示:进料速度、循环液速度和循环液温度对反应室轴向和径向上的温度分布都会产生较大影响,随着进料速度的增加,反应室内温度降低;循环液温度单独作用时,升高循环液温度对反应器径向截面上热分布均匀性不利,径向上温度梯次分布不会随着循环水温度的升高而改变,只能在接近换热壁面处增大温度波动范围;反应室中温度随着进水速度的增大而降低;低温区域长度(轴向)随着循环液速度的增加而缩短,随着循环液速度增加反应室进口区域温度变化变慢,循环液循环速度较慢时,管壁温度急剧升高对反应效果不利。通过优化反应器档流板的高度和档流板的结构形式,模拟不同高度和不同结构档流板条件下进料口处速度场,并通过比较各组数据的标准差,获得一组相对最佳档流板高度和档流板结构使物料进入反应器后分布更均匀。通过反应器循环液恒温控制系统,为反应器提供温度控制更为精确、方便的恒温控制系统,为反应室提供更为精确和稳定的热交换介质。