化工設(shè)備課件--反應(yīng)設(shè)備

1、第七章 反應(yīng)設(shè)備,目 錄,第一節(jié) 反應(yīng)設(shè)備的應(yīng)用及類型,一、反應(yīng)設(shè)備的應(yīng)用 ◆ 反應(yīng)設(shè)備 在化工生產(chǎn)過程中，為化學(xué)反應(yīng)提供反應(yīng)空間和反應(yīng)條件的裝置. ◆ 反應(yīng)設(shè)備的應(yīng)用 * 通過對(duì)參加反應(yīng)的介質(zhì)的充分?jǐn)嚢?，使物料混合均勻?* 強(qiáng)化傳熱效果和相間傳質(zhì)； * 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(yīng)設(shè)備的類型 按結(jié)構(gòu)型式分類，可分為釜式反應(yīng)器、管式反應(yīng)器、塔式反應(yīng)器、固定床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器等。 ◆ 釜式反應(yīng)器 釜 式反應(yīng)器也稱槽式、鍋式反應(yīng)器。 ◆ 管式反應(yīng)器 管式反應(yīng)器主要用于氣相、液相、氣—液相連續(xù)反應(yīng)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(shè)有套管或殼管式換熱裝置。,管式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖,◆ 塔式反應(yīng)器

3、,鼓泡塔反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖1—分布格板；2—夾套；3—?dú)怏w分布器；4—塔體；5—擋板；6—塔外換熱器；7—液體捕集器；8—擴(kuò)大段,◆ 固定床反應(yīng)器 固定床板反應(yīng)器是指流體通過靜止不動(dòng)的固體物料所形成的床層而進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的設(shè)備。以氣- 固反應(yīng)的固定床反應(yīng)器最常見。 ◆ 流化床反應(yīng)器 細(xì)小的固體顆粒被流動(dòng)著的流體攜帶，具有像流體一樣自由流動(dòng)的性質(zhì)，此種現(xiàn)象稱為固體的流態(tài)化。 把反應(yīng)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(yīng)器。流化床反應(yīng)器多用于氣- 固反應(yīng)過程。,第二節(jié) 釜式攪拌反應(yīng)器的構(gòu)造,一、總體結(jié)構(gòu) ◆ 釜式攪拌反應(yīng)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(yīng)空間和反應(yīng)條件。 攪拌裝置—由攪拌器、攪拌軸、傳動(dòng)裝置組成

5、。傳動(dòng)裝置又由電動(dòng)機(jī)、減速器、聯(lián)軸器及機(jī)座等組成。 密封裝置—防止罐內(nèi)介質(zhì)泄漏或外界空氣進(jìn)入罐內(nèi)。,立式容器中心 攪 拌反應(yīng)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(dòng)裝置,◆ 攪拌器,典型攪拌器結(jié)構(gòu)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(dòng) 變?yōu)檩S向和徑向流動(dòng)，強(qiáng) 化反應(yīng)器內(nèi)液體的對(duì)流和 擴(kuò)散，改善攪拌效果。,攪拌反應(yīng)器的擋板結(jié)構(gòu),,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(shí)，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(duì)于低粘度液體擋板裝在壁上。,對(duì)于中等粘度液體擋板離開槽壁（或固—液相操作時(shí)）,對(duì)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(dǎo)流筒

7、 ● 導(dǎo)流筒的作用 導(dǎo)流筒作用---提高混合效率 一方面提高了對(duì)液體的攪拌程度，加強(qiáng)了攪拌器對(duì)液體的直接機(jī)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(nèi)所有物料均能通過導(dǎo)流筒內(nèi)的強(qiáng)烈混合區(qū)，減少了走短路的機(jī)會(huì)。 ● 導(dǎo)流筒的組成 導(dǎo)流筒是一個(gè)圓筒，安裝在攪拌器的外面。常用于推進(jìn)式和渦輪式攪拌器。,導(dǎo)流筒示意圖,四、傳動(dòng)裝置,攪拌

8、反應(yīng)器傳動(dòng)裝置 1—電動(dòng)機(jī)； 2—減速器； 3—聯(lián)軸器； 4—機(jī)座； 5—軸封裝置； 6—底座； 7—封頭； 8—攪拌軸；,五、軸封結(jié)構(gòu) 軸封是指攪拌軸與 罐體之間的動(dòng)密封結(jié)構(gòu)， 常用的有填料密封和機(jī) 械密封。,反應(yīng)器填料密封結(jié)構(gòu) 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(yīng)器機(jī)械密封,第三節(jié) 攪拌反應(yīng)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(jié)構(gòu)，從傳熱角度看，希望高徑比可取得大一些；當(dāng)容積一定時(shí)，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(duì)發(fā)酵類物料，為了使通入罐內(nèi)的空氣與發(fā)酵物料充分接觸，高徑比應(yīng)取得大一些。,夾套反應(yīng)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(yīng)過程中產(chǎn)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(yīng)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(jì)算出罐體的容積。,≈ 得2、將上式計(jì)算的結(jié)果圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑，再代入下式中克計(jì)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(jié)構(gòu),蛇管的固定結(jié)構(gòu),三、工藝接管 ◆ 進(jìn)料管,進(jìn)