化工設備課件--反應設備

1、第七章 反應設備,目 錄,第一節(jié) 反應設備的應用及類型,一、反應設備的應用 ◆ 反應設備 在化工生產過程中，為化學反應提供反應空間和反應條件的裝置. ◆ 反應設備的應用 * 通過對參加反應的介質的充分攪拌，使物料混合均勻； * 強化傳熱效果和相間傳質； * 使氣體在液相中作均勻分散； * 使固體顆粒在液相中均勻懸浮； * 使不相容的另一液相均勻懸浮或充

2、分乳化。,二、反應設備的類型 按結構型式分類，可分為釜式反應器、管式反應器、塔式反應器、固定床反應器、流化床反應器等。 ◆ 釜式反應器 釜 式反應器也稱槽式、鍋式反應器。 ◆ 管式反應器 管式反應器主要用于氣相、液相、氣—液相連續(xù)反應過程，由單根(直管或盤管)連續(xù)或多根平行排列的管子組成，一般設有套管或殼管式換熱裝置。,管式反應器結構示意圖,◆ 塔式反應器

3、,鼓泡塔反應器結構示意圖1—分布格板；2—夾套；3—氣體分布器；4—塔體；5—擋板；6—塔外換熱器；7—液體捕集器；8—擴大段,◆ 固定床反應器 固定床板反應器是指流體通過靜止不動的固體物料所形成的床層而進行化學反應的設備。以氣- 固反應的固定床反應器最常見。 ◆ 流化床反應器 細小的固體顆粒被流動著的流體攜帶，具有像流體一樣自由流動的性質，此種現(xiàn)象稱為固體的流態(tài)化。 把反應器和在其中呈流態(tài)化

4、的固體催化劑顆粒合在一起，成為流化床反應器。流化床反應器多用于氣- 固反應過程。,第二節(jié) 釜式攪拌反應器的構造,一、總體結構 ◆ 釜式攪拌反應器的分類 立式容器中心攪拌、偏心攪拌、傾斜攪拌，臥式容器攪拌等。 ◆ 立式容器中心攪拌 主要包括攪拌罐、攪拌裝置、密封裝置 攪拌罐—由罐體和傳熱裝置組成。作用是提供反應空間和反應條件。 攪拌裝置—由攪拌器、攪拌軸、傳動裝置組成

5、。傳動裝置又由電動機、減速器、聯(lián)軸器及機座等組成。 密封裝置—防止罐內介質泄漏或外界空氣進入罐內。,立式容器中心 攪 拌反應器1—攪拌器2—罐體；3—夾套； 4—攪拌軸；5—壓出管；6—支座；7—人孔； 8—軸封；9—傳動裝置,◆ 攪拌器,典型攪拌器結構示意,常用攪拌器及流型示意,三、攪拌附件 ◆ 擋板 擋板的作用是避免旋 渦現(xiàn)象，增大被攪拌液體 的湍流程度

6、，將切向流動 變?yōu)檩S向和徑向流動，強 化反應器內液體的對流和 擴散，改善攪拌效果。,攪拌反應器的擋板結構,,可有效地防止粘滯液體在擋板處形成死角，以防止固體顆粒的堆積。,在高粘度物料中使用槳式攪拌器時，可安裝橫擋板以增加摻合作用，擋板寬度可與攪拌葉同寬。,對于低粘度液體擋板裝在壁上。,對于中等粘度液體擋板離開槽壁（或固—液相操作時）,對于高粘度液體擋板離開槽壁并與槽壁成一定角度。豎向擋板安裝方式。,◆ 導流筒

7、 ● 導流筒的作用 導流筒作用---提高混合效率 一方面提高了對液體的攪拌程度，加強了攪拌器對液體的直接機械剪切作用；另一方面由于限定了液體的循環(huán)路徑，確立了充分循環(huán)的流型，使器內所有物料均能通過導流筒內的強烈混合區(qū)，減少了走短路的機會。 ● 導流筒的組成 導流筒是一個圓筒，安裝在攪拌器的外面。常用于推進式和渦輪式攪拌器。,導流筒示意圖,四、傳動裝置,攪拌

8、反應器傳動裝置 1—電動機； 2—減速器； 3—聯(lián)軸器； 4—機座； 5—軸封裝置； 6—底座； 7—封頭； 8—攪拌軸；,五、軸封結構 軸封是指攪拌軸與 罐體之間的動密封結構， 常用的有填料密封和機 械密封。,反應器填料密封結構 1—本體； 2—螺釘； 3—襯套； 4—螺塞；

9、 5—油圈； 6—油杯； 7—密封圈；8—水夾套； 9—油環(huán)； 10—填料； 11—壓蓋； 12—螺母； 13—雙頭螺柱,反應器機械密封,第三節(jié) 攪拌反應器的罐體,一、罐體尺寸確定 ◆ 高徑比 ●確定罐體高徑比的考慮因素 ＊由于攪拌功率在一定條件下與攪拌器直徑的5次方成正比，所以從減少攪拌功率的角度考慮，高徑比可取得大一些。 ＊

10、若采用夾套傳熱結構，從傳熱角度看，希望高徑比可取得大一些；當容積一定時，高徑比大、罐體就高，盛料部分表面積大、傳熱面積也就大。 ＊要考慮物料的狀態(tài)，對發(fā)酵類物料，為了使通入罐內的空氣與發(fā)酵物料充分接觸，高徑比應取得大一些。,夾套反應器罐體尺寸示意,◆直徑及高度確定 ● 裝料系數(shù) 若物料在反應過程中產生泡們沫或呈沸騰狀態(tài)，取裝料系數(shù)0.6～0.7； 若物料反應較平穩(wěn)，則取裝料系

11、數(shù)0.8～0.85。 ● 直徑及高度確定 1、在初步確定H/Di后，可先忽略封頭的容積，近似計算出罐體的容積。,≈ 得2、將上式計算的結果圓整為標準直徑，再代入下式中克計算出罐體的高度,,,,,二、傳熱裝置 ◆ 夾套,可拆卸的夾套,不可拆卸的夾套,◆ 蛇管,蛇管結構,蛇管的固定結構,三、工藝接管 ◆ 進料管,進