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各種釜式反應(yīng)器,反應(yīng)原理,結(jié)構(gòu)組成,還不趕緊收藏!

反應(yīng)器是化學(xué)反應(yīng)的載體,為反應(yīng)提供必要的空間和條件,只要有反應(yīng)的地方,反應(yīng)器便必不可少。化工廠里的反應(yīng)器更是多種多樣。

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今天小編為大家?guī)砹烁椒磻?yīng)器的反應(yīng)原理,結(jié)構(gòu)組成,一起來看看吧!


釜式反應(yīng)器也稱槽式、鍋式反應(yīng)器。反應(yīng)原理如圖所示:

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1水加熱反應(yīng)釜


當(dāng)對(duì)溫度要求不高時(shí),可采用這種加熱方式。其加熱系統(tǒng)有敞開式和密閉式兩種。


敞開式較簡單,它由循環(huán)泵、水槽、管道及控制閥門的調(diào)節(jié)器組成。當(dāng)采用高壓水時(shí),設(shè)備機(jī)械強(qiáng)度要求高,反應(yīng)釜外表面焊上蛇管,蛇管與釜壁有間隙,使熱阻增加,傳熱效果降低。


2蒸汽加熱反應(yīng)釜


加熱溫度在100℃以下時(shí),可用一個(gè)大氣壓以下的蒸汽來加熱;當(dāng)加熱范圍是100-180℃時(shí),用飽和蒸汽;當(dāng)溫度更高時(shí),可采用高壓過熱蒸汽。


3其他介質(zhì)加熱的反應(yīng)釜


若工藝要求必須在高溫下操作,或欲避免采用高壓的加熱系統(tǒng)時(shí),可用其它介質(zhì)來代替水和蒸汽,如礦物油(275-300℃)、聯(lián)苯醚混合劑(沸點(diǎn)258℃)、熔鹽(140-540℃)、液態(tài)鉛(熔點(diǎn)327℃)等。


4電加熱反應(yīng)釜


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將電阻絲纏繞在反應(yīng)釜筒體的絕緣層上,或安裝在離反應(yīng)釜若干距離的特設(shè)絕緣體上,便可用電來加熱反應(yīng)。前三種方法獲得高溫均需在釜體上增設(shè)夾套,由于溫度變化的幅度大,使釜的夾套及殼體承受溫度變化而產(chǎn)生溫差壓力。


采用電加熱時(shí),設(shè)備較輕便簡單,溫度較易調(diào)節(jié),而且不用泵、爐子、煙囪等設(shè)施,開動(dòng)也非常簡單,危險(xiǎn)性不高,成本費(fèi)用較低,但操作費(fèi)用較其它加熱方法高,熱效率在85%以下,因此適用于加熱溫度在400℃以下和電能價(jià)格較低的地方。

  5  碳鋼反應(yīng)釜


適用于不含腐蝕性液體的環(huán)境,比如某些油品的加工。


6不銹鋼反應(yīng)釜


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  • 具有優(yōu)良的機(jī)械性能,可承受較高的工作壓力,也可承受塊狀固體物料中料時(shí)的沖擊。


  • 耐熱性能好,工作溫度范圍廣(-196—600℃),在較高溫度下不會(huì)氧氣起皮,可用于直接明火加熱。


  • 具有較高的耐磨腐蝕性能。


  • 傳熱效果好,升溫和降溫速度快。


  • 具有優(yōu)良的加工性能,可按不同的工藝要求,制成各種不同形狀結(jié)構(gòu)的反應(yīng)釜,還可以打磨拋光。


7搪玻璃反應(yīng)釜


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是將含高二氧化硅的玻璃,襯在鋼制容器的內(nèi)表面,經(jīng)高溫灼燒而牢固地密著于金屬表面上成為復(fù)合材料制品。因此搪玻璃反應(yīng)釜具有玻璃的穩(wěn)定性和金屬強(qiáng)度的雙重優(yōu)點(diǎn),是一種優(yōu)良的耐腐蝕設(shè)備。


8鋼襯反應(yīng)釜


用鋼材做基體進(jìn)行襯里,比如外面一層鋼管,里面可以襯上橡膠,塑料等,以實(shí)現(xiàn)純鋼材無法避免的問題,如腐蝕介質(zhì),高溫或低溫介質(zhì)。常見的有鋼襯PE反應(yīng)釜、鋼襯ETFE反應(yīng)釜等。


鋼襯PE反應(yīng)釜,內(nèi)襯材料是聚乙烯,適用液態(tài)的食品以及及藥品的提煉。


鋼襯ETFE反應(yīng)釜,內(nèi)襯材料是乙烯-四氟乙烯共聚物。這種反應(yīng)釜防腐性能極其優(yōu)良,能抗各種濃度的酸、堿、鹽、強(qiáng)氧化劑、有機(jī)化合物及其它具有強(qiáng)腐蝕性的化學(xué)介質(zhì)。

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釜式反應(yīng)器主要由釜體、傳熱裝置、攪拌裝置、傳動(dòng)裝置、軸封裝置及各種工藝接管組成。


1釜體


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釜體提供反應(yīng)所需空間。由殼體和上、下封頭組成,其高與直徑之比一般在1-3之間。在加壓操作時(shí),上、下封頭多為半球形或橢球形;而在常壓操作時(shí),上、下封頭可做成平蓋。為了放料方便,下底也可做成錐型。


2傳熱裝置


傳熱裝置,作用是滿足反應(yīng)所需溫度,其種類多種多樣。


夾套傳熱

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夾套是指在容器壁外面加上的一個(gè)外套。可通過加入熱介質(zhì)如蒸氣、熱水或熱油等來加熱容器內(nèi)(或管道內(nèi))物料,也可通入冷卻介質(zhì)如冷卻水或其他冷卻流體來冷卻容器內(nèi)(或管道內(nèi))的物料。

蛇管傳熱


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適用于傳熱面積大,單靠夾套傳熱面積不能滿足要求的反應(yīng)釜,或者反應(yīng)器內(nèi)襯有橡膠的反應(yīng)釜。


列管傳熱


對(duì)于大型反應(yīng)釜,需高速傳熱時(shí),可在釜內(nèi)安裝列管換熱器。其具有換熱面積大,傳熱效果好,結(jié)構(gòu)簡單,操作彈性大的優(yōu)點(diǎn)。


外部循環(huán)式傳熱


當(dāng)夾套和蛇管傳熱面積不能滿足工藝要求,或者無法在反應(yīng)器內(nèi)安裝蛇管、夾套,而傳熱面積不能滿足工藝要求時(shí),可以通過泵將反應(yīng)器內(nèi)的料液抽出,經(jīng)外部換熱器換熱后再循環(huán)回反應(yīng)器中。


回流冷凝式傳熱


將反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生的蒸汽通過外部冷凝器加以冷凝,冷凝液返回反應(yīng)器中。


3攪拌裝置


包括攪拌器、攪拌軸等。


攪拌器:推動(dòng)靜止的液料運(yùn)動(dòng),維持?jǐn)嚢柽^程所需的流體流動(dòng)狀態(tài),以達(dá)到攪拌的目的。攪拌器的種類有很多,下圖為常見的攪拌器樣式。

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攪拌裝置的選型


1、按物料粘度選型

  • 對(duì)于低粘度液體,應(yīng)選用小直徑、高轉(zhuǎn)速攪拌器,如推進(jìn)式、渦輪式;


  • 對(duì)于高粘度液體,就選用大直徑、低轉(zhuǎn)速攪拌器,如錨式、框式和槳式。


2、按攪拌目的選型

  • 對(duì)低粘度均相液體混合,主要考慮循環(huán)流量,各種攪拌器的循環(huán)流量按從大到小順序排列:推進(jìn)式、渦輪式、槳式。


  • 對(duì)于非均相液-液分散過程,首先考慮剪切作用,同時(shí)要求有較大的循環(huán)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(jìn)式、槳式。


4傳動(dòng)裝置


作用是提供攪拌的動(dòng)力。

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反應(yīng)釜需要電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置來驅(qū)動(dòng),攪拌器傳動(dòng)裝置一般安放在釜體的頂部,通常采用立式布置,如圖所示。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速較高,通過減速機(jī)可將轉(zhuǎn)速降至工藝要求的攪拌轉(zhuǎn)速,再通過聯(lián)軸器帶動(dòng)攪拌軸轉(zhuǎn)動(dòng)。 


5軸封裝置


作用是保證工作時(shí)形成密封條件,阻止介質(zhì)向外泄露的裝置??煞譃樘盍舷涿芊夂蜋C(jī)械密封。


填料箱密封

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結(jié)構(gòu):由襯套、填料箱體、填料環(huán)、壓蓋、壓緊螺栓等組成。


原理:被裝填在攪拌軸和填料函之間環(huán)形間隙中的填料,在壓蓋壓力的作用下,沿?cái)嚢栎S表面會(huì)產(chǎn)生徑向壓緊力。填料中的潤滑劑在徑向壓緊力的作用下被擠出,在攪拌軸的表面形成一層極薄的液膜。這層液膜一方面使攪拌軸得到潤滑,另一方面起到阻止設(shè)備內(nèi)流體漏出或外部流體滲入的作用,而達(dá)到軸向密封的目的。


機(jī)械密封

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機(jī)械密封是一種比較新型的密封結(jié)構(gòu)。它的泄漏量少,使用壽命長,摩擦功率損耗小,軸或軸套不受磨損,耐振性能好,常用于高低溫、易燃易爆有毒介質(zhì)的場(chǎng)合。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,密封環(huán)加工精度要求高,安裝技術(shù)要求,裝拆不方便,成本高。 


密封裝置使用條件


  1. 通常在常壓或低壓條件下采用填料密封,一般使用壓力小于2公斤。 

  2. 在一般中等壓力或抽真空情況會(huì)采用機(jī)械密封,一般壓力為負(fù)壓或40公斤。 

  3. 在高壓或介質(zhì)揮發(fā)性高得情況下會(huì)采用磁力密封,一般壓力超過14公斤以上。 

  4. 除了磁力密封均采用水降溫外,其他密封形式在超過120度以上會(huì)增加冷卻水套。 


6工藝接管


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  • 原料進(jìn)口管(灰色)

  • 置換空氣進(jìn)口管(藍(lán)色)

  • 置換氮?dú)膺M(jìn)口管(黑色)

  • 清洗用水進(jìn)口管(綠色)

  • 固體物料進(jìn)口管(原材料、固體催化劑等)

  • 產(chǎn)物放出管(灰色)

  • 換熱介質(zhì)進(jìn)、出口管(蒸汽管為紅色)