固定床反应器广泛地应用于气-固相催化反应,是化学反应过程的核心设备。本文借鉴螺旋板式换热器的结构特点开发了一种适用于气-固相催化反应的新型固定床反应器,并利用Fluent软件对新型固定床反应器进行了数值模拟,研究了反应器在不同结构参数与不同工艺参数下的流动与换热特性,为设计新型固定床反应器提供参考。主要工作内容如下:建立了螺旋板式固定床反应器的物理模型,采用数值模拟方法研究了不同入口速度、板间距及高径比条件下换热介质侧的流动与换热情况。研究结果表明:当入口速度由0.4m/s增加到1.0m/s时,随着入口速度的不断增大,换热介质侧的湍动能、进出口压差及努塞尔数逐渐升高,阻力系数降低。入口速度1.0m/s与0.4m/s相比较,努塞尔数提高了108%,说明入口速度为1.0m/s时,换热介质侧的换热性能较好;随着板间距的增大,反应器换热介质侧PEC指数逐渐减小。板间距为16mm时与板间距为10mm时相比,PEC指数减小约12%,说明在保证换热量的前提下,适当小板间距更有利于换热;改变反应器的高径比,随着反应器高径比的不断增大,湍动能、进出口压差及努塞尔数均有不同程度的减小,而阻力系数升高。高径比为0.603时与高径比0.862相比,PEC指数增加约31%,因此,适当减小高径比有利于换热。将反应器反应侧设为多孔介质模型,对其施加热源,采用数值模拟的方法研究了不同进料温度、进料速度等参数对床层温度的影响。研究表明:当进料温度从170℃增加至182℃时,反应器出口温度逐渐升高,综合床层的最佳反应温度,确定了进料温度为178℃;当进料温度为178℃时,随着进料速度的增加,床层温度降低,当进料速度为0.45m/s时,床层温度接近最佳反应温度。以乙炔气相法合成醋酸乙烯为应用背景,进行了螺旋板式固定床反应器工艺设计和结构设计。