连续釜式反应器_精品文档PPT文档格式.ppt

1、气相（石油气裂解）、互溶液相（醋酸和乙醇的酯化反应）非均相反应器非均相反应器：气液相（乙烯和苯反应生成乙苯）、气固相、液固相、液液相、固固相、气液固三相按物料的聚集状态按物料的聚集状态间间歇歇操操作作反反应应器器反应器反应器按操作方式按操作方式连连续续操操作作反反应应器器半半连连续续反反应应器器三釜式反应器的结构三釜式反应器的结构基本结构：基本结构：釜体釜体换热装置换热装置搅拌装置搅拌装置釜式反应器概述釜式反应器概述釜体釜体：由壳体和上、下封头组成，其高与直径之比一般13之间。在加压操作时，上、下封头多为半球形或椭圆形；而在常压操作时，上、下封头可做为平盖，为了放料方便，下底也可做成锥形。特点

2、特点 优点优点：适用范围广泛，投资少，投产容易，可以方便地改变反应内容。缺点缺点：换热面积小，反应温度不易控制，停留时间不一致。返混大。绝大多数用于有液相参与的反应，如：液液、液固、气液、气液固反应等。釜式反应器釜式反应器（一一）搅拌液体的流动特性搅拌液体的流动特性 液体在设备范围内作循环流动的途径称作液体在设备范围内作循环流动的途径称作液体的液体的“流动模型流动模型”，简称，简称“流型流型”。（a）（a）轴向流轴向流 （b）（b）径向流径向流（c）（c）切线流切线流 打漩现象打漩现象 搅拌器两方面性能：搅拌器两方面性能：产生强大的液体循环流量；产生强烈的剪切作用。基本原则：在消耗同等功率的条

3、件下，在消耗同等功率的条件下，低转速、大直径低转速、大直径的的叶轮，可增大液体循环流量，同时减少液体受到的剪切作叶轮，可增大液体循环流量，同时减少液体受到的剪切作用，用，有利于宏观混合有利于宏观混合。反之，反之，高转速、小直径高转速、小直径的叶轮，结果与此的叶轮，结果与此恰恰恰恰相反相反。常用搅拌器的型式、结构和特点常用搅拌器的型式、结构和特点 化学工业中常用的搅拌装置是机械搅拌装置，包化学工业中常用的搅拌装置是机械搅拌装置，包括括搅拌器：包括旋转的轴和装在轴上的叶轮；搅拌器：辅助部件和附件：包括密封装置、减速箱、搅拌电辅助部件和附件：包括密封装置、减速箱、搅拌电机、支架、挡板和导流筒等。机、

4、支架、挡板和导流筒等。搅拌器是实现搅拌操作的主要部件，其主要的组搅拌器是实现搅拌操作的主要部件，其主要的组成部分是叶轮，它随旋转轴运动将机械能施加给液体，成部分是叶轮，它随旋转轴运动将机械能施加给液体，并促使液体运动。并促使液体运动。（）釜式反应器（）釜式反应器搅拌装置搅拌装置 1.1.桨式搅拌器桨式搅拌器 由两块平桨叶构成。桨叶一般用扁钢或不锈由两块平桨叶构成。桨叶一般用扁钢或不锈钢或有色金属制造。平直叶桨式搅拌器低速时主钢或有色金属制造。平直叶桨式搅拌器低速时主要产生切线流，转速高时以径向流为主。折叶桨要产生切线流，转速高时以径向流为主。折叶桨式会产生轴向流，宏观混合效果较好。式会产生轴向

5、流，宏观混合效果较好。桨式搅拌器适用于流动性大、粘度小的液体桨式搅拌器适用于流动性大、粘度小的液体物料，也适用于纤维状和结晶状的溶解液，物料物料，也适用于纤维状和结晶状的溶解液，物料层很深时可在轴上装置数排桨叶。层很深时可在轴上装置数排桨叶。2.2.涡轮式搅拌器涡轮式搅拌器 涡轮式搅拌器分为圆盘涡轮搅拌器和涡轮式搅拌器分为圆盘涡轮搅拌器和开启涡轮搅拌器（前者的循环速度低于后开启涡轮搅拌器（前者的循环速度低于后者）；按照叶轮又可分为平直叶和弯曲叶者）；按照叶轮又可分为平直叶和弯曲叶（弯叶的叶轮不易磨损，功率消耗低）。（弯叶的叶轮不易磨损，功率消耗低）。涡轮搅拌器速度较大，涡轮搅拌器速度较大，30

6、0300600r600rminmin。涡轮搅拌器既产生很强的径向流，又涡轮搅拌器既产生很强的径向流，又产生较强的轴向流。产生较强的轴向流。3.3.推进式搅拌器推进式搅拌器 推进式搅拌器的循环速度高。当转速高时，推进式搅拌器的循环速度高。当转速高时，能产生很强的轴向流，上下翻腾效果良好。剪能产生很强的轴向流，上下翻腾效果良好。剪切作用也大。当需要有更大的流速时，反应釜切作用也大。当需要有更大的流速时，反应釜内设有导流筒。内设有导流筒。推进式搅拌器直径与搅拌釜内径之比为推进式搅拌器直径与搅拌釜内径之比为0.20.20.50.5，搅拌转速为，搅拌转速为100100500r/min500r/min，适

7、用于低，适用于低粘度液体的搅拌。粘度液体的搅拌。4.4.框式和锚式搅拌器框式和锚式搅拌器 框式搅拌器可视为桨式搅拌器的变形，其框式搅拌器可视为桨式搅拌器的变形，其结构比较坚固，搅动物料量大。如果这类搅拌结构比较坚固，搅动物料量大。如果这类搅拌器底部形状和反应釜下封头形状相似时，通常器底部形状和反应釜下封头形状相似时，通常称为锚式搅拌器。称为锚式搅拌器。框式搅拌器直径较大，一般取反应器内框式搅拌器直径较大，一般取反应器内径的径的0.90.90.980.98，1 1100r100rminmin。框式搅拌器。框式搅拌器的循环速度及剪切作用都较小，主要产生切线的循环速度及剪切作用都较小，主要产生切线流

8、。当物料粘度高时，可产生一定的径向流和流。当物料粘度高时，可产生一定的径向流和轴向流。适用于高粘度物料的搅拌和传热。轴向流。5.5.螺带式搅拌器和螺杆式搅拌器螺带式搅拌器和螺杆式搅拌器 螺带式搅拌器，常用扁钢按螺旋形绕成，直螺带式搅拌器，常用扁钢按螺旋形绕成，直径较大，常做成几条紧贴釜内壁，与釜壁的间隙径较大，常做成几条紧贴釜内壁，与釜壁的间隙很小，所以搅拌时能不断地将粘于釜壁的沉积物很小，所以搅拌时能不断地将粘于釜壁的沉积物刮下来。螺带的高度通常取罐底至液面的高度。刮下来。螺带式搅拌器和螺杆式搅拌器的转速都较低，螺带式搅拌器和螺杆式搅拌器的转速都较低，通常不超过通常不超过50r/min50r

9、/min，主要产生轴向流，用于高，主要产生轴向流，用于高粘度液体的搅拌。（四四）搅拌器的选型搅拌器的选型 主要根据物料性质、搅拌目的及各种搅拌器的主要根据物料性质、搅拌目的及各种搅拌器的性能特征来进行。性能特征来进行。1.1.按物料粘度选型按物料粘度选型 对于低粘度液体，应选用小直径、高转速搅拌对于低粘度液体，应选用小直径、高转速搅拌器，如推进式、涡轮式；器，如推进式、涡轮式；对于高粘度液体，就选用大直径、低转速搅拌对于高粘度液体，就选用大直径、低转速搅拌器，如锚式、框式和桨式。器，如锚式、框式和桨式。（2 2）按搅拌目的选型）按搅拌目的选型 对低粘度均相液体混合，主要考虑循环对低粘度均相液体

10、混合，主要考虑循环流量。流量。各种搅拌器的循环流量按从大到小顺序各种搅拌器的循环流量按从大到小顺序排列：推进式、涡轮式、桨式。排列：对于非均相液对于非均相液-液分散过程，首先考虑液分散过程，首先考虑剪切作用，同时要求有较大的循环流量。剪切作用，同时要求有较大的循环流量。各种搅拌器的剪切作用按从大到小的顺各种搅拌器的剪切作用按从大到小的顺序排列：涡轮式、推进式、桨式。序排列：对于气对于气-液分散过程，如何考虑选择搅液分散过程，如何考虑选择搅拌器？拌器？对于固体悬浮操作，如何考虑选择搅拌对于固体悬浮操作，如何考虑选择搅拌器？器？对于溶解过程，如何考虑选择搅拌器？对于结晶过程，如何考虑选择搅拌器？对

11、于以传热为主的搅拌操作，如何考虑对于以传热为主的搅拌操作，如何考虑选择搅拌器？选择搅拌器？思考?（二）换热介质的选择 一般的低压饱和水蒸汽加热时最高只能一般的低压饱和水蒸汽加热时最高只能达到达到150-160150-160，需要更高温度时则需考虑高，需要更高温度时则需考虑高温热源的选择问题。温热源的选择问题。1.1.高温热源有以下几种高温热源有以下几种 （1）（1）压力高的饱和水蒸汽压力高的饱和水蒸汽 压力可达一至数压力可达一至数MPaMPa，来源有高压蒸汽锅，来源有高压蒸汽锅炉、利用反应热的废热锅炉或热电站的蒸汽炉、利用反应热的废热锅炉或热电站的蒸汽透平。透平。缺点缺点:需高压管道输送蒸汽，

12、费用高，且需高压管道输送蒸汽，费用高，且远距离输送时热损失大。远距离输送时热损失大。（2）2）高压汽水混合物高压汽水混合物 个别设备需高温加热时，较经济可个别设备需高温加热时，较经济可行。可用于温度为行。可用于温度为200-250200-250的加热要的加热要求。求。（3）（3）有机载热体有机载热体 联苯与联苯醚的混合物以及以烷基萘联苯与联苯醚的混合物以及以烷基萘为主的石油馏分。为主的石油馏分。利用其常压沸点高、熔点低、热稳定利用其常压沸点高、熔点低、热稳定性好等特点可提供高温的热源。性好等特点可提供高温的热源。优点：能在较低的压力下得到较高的优点：能在较低的压力下得到较高的加热温度。加热温度。温度范围：能用于温度范围：能用于200200350350的范围。的范围。（4）（4）无机熔盐无机熔盐 硝酸钾，硝酸钠及亚硝酸钠的混合物硝酸钾，硝酸钠及亚硝酸钠的混合物可用于可用于300300400400的情况。的情况。（5）（5）电加热电加热操作方便、热效率高、便于实现自控操作方便、热效率高、便于实现自控和遥控的一种高温加热方法。和遥控的一种高温加热方法。电加热法有以下三种：电阻加热法、感应电流加热电阻加热法、感应电流加热法、短路电流加热法法、短路电流加热法 （6）6）烟道气加热烟道气加热 用煤气、天然气、石油加工废气或用煤气、天然气、石油加工废气或燃料