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          山東化學化工學會

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          關于反應釜的分類和攪拌器的選型,你想知道的

          瀏覽次數: 342   發布時間:2018-03-30 09:50:22   發布人:editor

           反應釜是化工生產中非常重要的反應設備。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。反應釜的分類有哪些?攪拌器的選型怎么選擇?作為化工人,這些都是必須知道的!今天就來說說這里面的門道!

           
           
          反應釜的分類
           
           
          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。
           
          1、釜式反應器 
              
          釜式反應器也稱槽式、鍋式反應器。用于實現液相單相反應過程和液液、氣液、液固、氣液固等多相反應過程。
           
          操作時溫度、濃度容易控制,產品質量均一。在化工生產中,既可適用于間歇操作過程,又可用于連續操作過程;可單釜操作,也可多釜串聯使用;但若應用在需要較高轉化率的工藝要求時,有需要較大容積的缺點。
           
          通常在操作條件比較緩和的情況下,如常壓、溫度較低且低于物料沸點時,釜式反應器的應用最為普遍。
           
           
           
          2、管式反應器 
              
          管式反應器主要用于氣相、液相、氣—液相連續反應過程,由單根(直管或盤管)連續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。 
           
          管式反應器的特點 :
           
          換熱面積大,適用于熱效應較大的反應;反應速度快,流速快,所以它的生產率高;結構簡單緊湊,強度高,抗腐蝕強,抗沖擊性能好,使用壽命長,便于檢修。
           
           
           
          3、塔式反應器
           
          塔式反應器一般有填料塔、板式塔、降膜反應器,、噴霧反應器、鼓泡塔等。
           
          填料塔---快速和瞬間反應過程,特別適合與低壓和介質具有腐蝕性的操作。
           
          板式塔---中速和快速反應過程。大多采用加壓操作,適用于傳質過程控制的加壓反應過程。
           
          噴霧塔---瞬間反應過程,適合于有污泥,沉淀和生成固體產物的體系,氣膜控制的反應系統,氣液兩相返混嚴重。
           
          鼓泡塔---儲液量大,適合于速度慢和熱效應大的反應,但液相返混嚴重。適合于采用間歇操作方式。
           
           
           
          4、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。
           
           
           
          固定床反應器床層薄,流速低,床層內的流體軸向流動可看作是理想置換流動,因而化學反應速率較快,完成同樣的生產任務所需的催化劑用量和反應器體積較小,流體停留時間可嚴格控制,溫度分布可適當調節,有利于提高化學反應的轉化率和選擇性;固定床中催化劑不易磨損,可在高溫高壓下操作。
           
          當然,固定床也存在一些缺點,如傳熱性能差;不能使用細粒催化劑(不能充分利用催化劑內表面),催化劑的再生、更換均不方便。 
           
           
          5、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,此種現象稱為固體的流態化。
           
          把反應器和在其中呈流態化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。
           
           
           
           
          反應釜的攪拌裝置
           
           
          攪拌器的作用
           
          推動靜止的液料運動,維持攪拌過程所需的流體流動狀態,以達到攪拌的目的。攪拌器的主要部件是槳葉,因此槳葉的幾何形狀、尺寸、數量及轉速對攪拌器的功能和攪拌效果有重要影響。
           
          常見的攪拌器
           
           
           
           
          1、槳式攪拌器
           
          由槳葉、鍵、軸環、豎軸所組成。槳葉一般用扁鋼或不銹鋼或有色金屬制造。槳式攪拌器的轉速較低,一般為20~80r/min。槳式攪拌器直徑取反應釜內徑Di/3~2/3,槳葉不宜過長,當反應釜直徑很大時采用兩個或多個槳葉。
           
          槳式攪拌器適用于流動性大、粘度小的液體物料,也適用于纖維狀和結晶狀的溶解液,物料層很深時可在軸上裝置數排槳葉。
           
          2、渦輪式攪拌器
           
          渦輪式攪拌器分為圓盤渦輪攪拌器和開啟渦輪攪拌器;按照葉輪又可分為平直葉和彎曲葉。渦輪攪拌器速度較大,300~600r/min。
           
          渦輪攪拌器的主要優點是當能量消耗不大時,攪拌效率較高,攪拌產生很強的徑向流。因此它適用于乳濁液、懸浮液等。
           
          3、推進式攪拌器
           
          推進式攪拌器,攪拌時能使物料在反應釜內循環流動,所起作用以容積循環為主,剪切作用較小,上下翻騰效果良好。當需要有更大的流速時,反應釜內設有導流筒。
           
          推進式攪拌器直徑約取反應釜內徑Di的1/4~1/3,300~600r/min,攪拌器的材料常用鑄鐵和鑄鋼。
           
          4、框式和錨式攪拌器
           
          框式攪拌器可視為槳式攪拌器的變形,其結構比較堅固,攪動物料量大。如果這類攪拌器底部形狀和反應釜下封頭形狀相似時,通常稱為錨式攪拌器。
           
          框式攪拌器直徑較大,一般取反應器內徑的2/3~9/10,50~70r/min??蚴綌嚢杵髋c釜壁間隙較小,有利于傳熱過程的進行,快速旋轉時,攪拌器葉片所帶動的液體把靜止層從反應釜壁上帶下來;慢速旋轉時,有刮板的攪拌器能產生良好的熱傳導。這類攪拌器常用于傳熱、晶析操作和高粘度液體、高濃度淤漿和沉降性淤漿的攪拌。
           
          5、螺帶式攪拌器和螺桿式攪拌器
           
          螺帶式攪拌器,常用扁鋼按螺旋形繞成,直徑較大,常做成幾條緊貼釜內壁,與釜壁的間隙很小,所以攪拌時能不斷地將粘于釜壁的沉積物刮下來。螺帶的高度通常取罐底至液面的高度。
           
          螺帶式攪拌器和螺桿式攪拌器的轉速都較低,通常不超過50r/min,產生以上下循環流為主的流動,主要用于高粘度液體的攪拌。
           
           
          攪拌器的選型
           
           
           
           
          主要根據物料性質、攪拌目的及各種攪拌器的性能特征來進行。
           
          1、按物料粘度選型
           
          ? 對于低粘度液體,應選用小直徑、高轉速攪拌器,如推進式、渦輪式;
           
          ?對于高粘度液體,就選用大直徑、低轉速攪拌器,如錨式、框式和槳式。
           
          2、按攪拌目的選型
           
          ? 對低粘度均相液體混合,主要考慮循環流量,各種攪拌器的循環流量按從大到小順序排列:推進式、渦輪式、槳式。
           
          ? 對于非均相液-液分散過程,首先考慮剪切作用,同時要求有較大的循環流量,各種攪拌器的剪切作用按從大到小的順序排列:渦輪式、推進式、槳式。
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