各種釜式反應器，反應原理，結構組成。

化學反(fan)應(ying)，無(wu)處不(bu)在(zai)！！當(dang)我們(men)站在(zai)蔚(yu)藍的(de)(de)天空下，呼吸著新鮮的(de)(de)空氣，化學反(fan)應(ying)便已經發(fa)生(sheng)了(le)，我們(men)吸入的(de)(de)O2變(bian)成了(le)CO2，我們(men)人(ren)體便是這反(fan)應(ying)的(de)(de)“反(fan)應(ying)器(qi)“。關于反(fan)應(ying)器(qi)你(ni)想知道些(xie)什(shen)么？

 反應(ying)(ying)器是化學反應(ying)(ying)的(de)載體，為反應(ying)(ying)提供必要的(de)空間和(he)條件，只要有反應(ying)(ying)的(de)地(di)方，反應(ying)(ying)器便必不可少。化工廠里(li)的(de)反應(ying)(ying)器更是多(duo)種多(duo)樣。

釜式反應器也稱(cheng)槽(cao)式、鍋式反應器。反應原理如圖所示：

釜式反應器的分類

1水(shui)加(jia)熱反應釜

當對溫度要求(qiu)不(bu)高時，可采用(yong)這(zhe)種加熱方(fang)式(shi)。其加熱系統有敞開式(shi)和密(mi)閉式(shi)兩(liang)種。

敞開(kai)式較簡單，它由(you)循環泵(beng)、水(shui)槽、管(guan)道及控制閥門的調節器組成(cheng)。當采(cai)用高壓(ya)水(shui)時(shi)，設備機械強度要求(qiu)高，反應釜外表面焊上蛇(she)管(guan)，蛇(she)管(guan)與釜壁有間隙，使(shi)熱(re)阻增加，傳熱(re)效果(guo)降低(di)。

2蒸汽加熱反應釜

加(jia)熱溫度(du)在(zai)100℃以(yi)下時(shi)，可用(yong)一個(ge)大氣(qi)壓(ya)以(yi)下的蒸(zheng)汽來加(jia)熱；當(dang)加(jia)熱范圍是100-180℃時(shi)，用(yong)飽和蒸(zheng)汽；當(dang)溫度(du)更高(gao)時(shi)，可采用(yong)高(gao)壓(ya)過熱蒸(zheng)汽。

3其他介質加熱(re)的反(fan)應釜

若工藝要求必須在高(gao)溫下操(cao)作，或(huo)欲避(bi)免采用(yong)高(gao)壓(ya)的加(jia)熱系統時，可用(yong)其(qi)它介質來代替水和蒸汽(qi)，如礦物油(275-300℃)、聯苯醚混合劑(沸點258℃)、熔鹽(140-540℃)、液態鉛(熔點327℃)等。

4電(dian)加(jia)熱反應釜

將(jiang)電阻(zu)絲纏繞在反(fan)應(ying)釜(fu)筒體(ti)的絕(jue)緣(yuan)層上(shang)，或安裝(zhuang)在離反(fan)應(ying)釜(fu)若干(gan)距離的特設(she)絕(jue)緣(yuan)體(ti)上(shang)，便可(ke)用電來加熱反(fan)應(ying)。前三種方(fang)法(fa)獲得高溫均需在釜(fu)體(ti)上(shang)增(zeng)設(she)夾套，由(you)于溫度(du)變化(hua)的幅度(du)大，使釜(fu)的夾套及殼體(ti)承受溫度(du)變化(hua)而產(chan)生溫差(cha)壓力。

采用(yong)電加熱(re)時，設備較輕便簡單，溫度較易調節，而且不用(yong)泵、爐子、煙囪等設施(shi)，開動也(ye)非(fei)常簡單，危險(xian)性不高(gao)(gao)，成本(ben)費用(yong)較低，但操作(zuo)費用(yong)較其它加熱(re)方法高(gao)(gao)，熱(re)效(xiao)率(lv)在85%以(yi)下(xia)，因此(ci)適用(yong)于加熱(re)溫度在400℃以(yi)下(xia)和電能(neng)價格較低的地方。

5碳鋼反應(ying)釜(fu)

適用于不含腐蝕(shi)性液體的環境，比如某些油品的加(jia)工(gong)。

6不銹鋼反應(ying)釜

具有優良的機械性(xing)能(neng)，可(ke)承受較高的工(gong)作壓力，也(ye)可(ke)承受塊(kuai)狀固體物料中料時的沖擊。

耐熱性能好，工作溫(wen)度范(fan)圍廣（-196—600℃），在較高溫(wen)度下不會氧氣起皮，可(ke)用(yong)于直接明火加熱。

具有較高的耐(nai)磨腐蝕(shi)性能。

傳熱(re)效果(guo)好，升溫和降(jiang)溫速(su)度快。

具有優良的(de)加(jia)工性(xing)能，可按(an)不(bu)同的(de)工藝要求，制成各種不(bu)同形狀結構的(de)反應釜，還可以打磨拋光(guang)。

7搪玻璃反應釜

是將含高二氧化(hua)硅的玻璃，襯(chen)在(zai)鋼(gang)制(zhi)容(rong)器的內表(biao)面(mian)，經高溫灼燒而牢固(gu)地密著于金(jin)屬表(biao)面(mian)上成為復合材(cai)料制(zhi)品(pin)。因此搪玻璃反應釜具有玻璃的穩(wen)定性和(he)金(jin)屬強度的雙(shuang)重優(you)點，是一(yi)種(zhong)優(you)良的耐腐蝕設備。

8鋼襯反應釜(fu)

鋼(gang)材做(zuo)基體(ti)進行襯里(li)，比如(ru)(ru)外面一層鋼(gang)管，里(li)面可以襯上(shang)橡膠(jiao)，塑料等(deng)，以實現純鋼(gang)材無法(fa)避免的問(wen)題，如(ru)(ru)腐蝕(shi)介(jie)質，高溫或低溫介(jie)質。常見的有(you)鋼(gang)襯PE反應釜、鋼(gang)襯ETFE反應釜等(deng)。

鋼襯(chen)PE反(fan)應釜(fu)，內襯(chen)材料是聚乙烯，適用液(ye)態的食品以及及藥(yao)品的提煉。

鋼襯ETFE反應(ying)釜(fu)，內襯材料是乙(yi)烯(xi)-四氟(fu)乙(yi)烯(xi)共聚物(wu)。這種反應(ying)釜(fu)防腐(fu)性能極其(qi)優良，能抗各種濃(nong)度的酸、堿、鹽、強氧化(hua)劑、有(you)機化(hua)合物(wu)及其(qi)它具有(you)強腐(fu)蝕性的化(hua)學介質(zhi)。

釜式反應(ying)器的結(jie)構

釜式反應器主要由(you)釜體、傳(chuan)熱裝(zhuang)置、攪(jiao)拌裝(zhuang)置、傳(chuan)動裝(zhuang)置、軸封裝(zhuang)置及各種工藝接(jie)管組成(cheng)。

1釜(fu)體

釜體提供(gong)反應(ying)所需空間。由殼體和上、下封頭(tou)組成(cheng)，其高與直徑(jing)之(zhi)比一般在(zai)(zai)1-3之(zhi)間。在(zai)(zai)加壓(ya)操作時，上、下封頭(tou)多為半球形(xing)或(huo)橢球形(xing)；而在(zai)(zai)常壓(ya)操作時，上、下封頭(tou)可(ke)做成(cheng)平蓋。為了(le)放料方便(bian)，下底也可(ke)做成(cheng)錐型(xing)。

2傳(chuan)熱裝置

傳熱裝置，作(zuo)用(yong)是(shi)滿足(zu)反應(ying)所(suo)需溫(wen)度(du)，其種類多(duo)種多(duo)樣。

夾套傳熱(re)：夾(jia)套是指在容(rong)器(qi)壁外面加(jia)上的一個外套。可通(tong)過(guo)加(jia)入熱介質(zhi)如(ru)蒸氣、熱水(shui)或(huo)(huo)熱油等來加(jia)熱容(rong)器(qi)內(nei)(或(huo)(huo)管道(dao)內(nei))物(wu)料，也可通(tong)入冷(leng)卻介質(zhi)如(ru)冷(leng)卻水(shui)或(huo)(huo)其他冷(leng)卻流(liu)體來冷(leng)卻容(rong)器(qi)內(nei)(或(huo)(huo)管道(dao)內(nei))的物(wu)料。

蛇(she)管傳熱：適用于傳熱面積大，單靠(kao)夾套傳熱面積不能滿足要求的反應(ying)釜(fu)，或者(zhe)反應(ying)器內(nei)襯(chen)有(you)橡膠的反應(ying)釜(fu)。

列管(guan)傳熱：對于(yu)大(da)(da)型反應釜，需高速傳(chuan)熱時，可在(zai)釜內安裝列管(guan)換熱器。其具有(you)換熱面積(ji)大(da)(da)，傳(chuan)熱效(xiao)果好，結構簡單，操作彈性大(da)(da)的優點。

外部循環(huan)式傳熱

當夾套(tao)和蛇(she)管傳(chuan)(chuan)熱面(mian)積(ji)不能滿足工(gong)(gong)藝(yi)(yi)要求，或者(zhe)無法在(zai)反(fan)應器內(nei)安裝(zhuang)蛇(she)管、夾套(tao)，而傳(chuan)(chuan)熱面(mian)積(ji)不能滿足工(gong)(gong)藝(yi)(yi)要求時，可以通過泵將反(fan)應器內(nei)的(de)料液抽出，經外部換熱器換熱后(hou)再循環回反(fan)應器中。

回(hui)流冷凝式傳熱

將(jiang)反(fan)(fan)應器內產(chan)生的蒸汽(qi)通過外部(bu)冷凝(ning)器加以冷凝(ning)，冷凝(ning)液返回(hui)反(fan)(fan)應器中(zhong)。

3攪(jiao)拌裝置

包括攪拌器(qi)、攪拌軸等。

攪(jiao)(jiao)拌(ban)(ban)器：推動(dong)靜止的液料(liao)運動(dong)，維持(chi)攪(jiao)(jiao)拌(ban)(ban)過程所需的流體流動(dong)狀態(tai)，以(yi)達到攪(jiao)(jiao)拌(ban)(ban)的目的。攪(jiao)(jiao)拌(ban)(ban)器的種類有很多，下圖為常見的攪(jiao)(jiao)拌(ban)(ban)器樣式。

攪(jiao)拌裝(zhuang)置(zhi)的選型

1、按物料(liao)粘度(du)選型

對于低粘(zhan)度液(ye)體(ti)，應選用小直徑、高轉速攪拌器，如推進式、渦輪式；

對(dui)于高粘(zhan)度液(ye)體，就選(xuan)用大直徑、低轉速攪拌(ban)器(qi)，如錨式(shi)、框(kuang)式(shi)和槳(jiang)式(shi)。

2、按攪拌目(mu)的選型

對低粘度均相液體混合，主(zhu)要考慮(lv)循環(huan)流量，各(ge)種攪拌器的循環(huan)流量按從大(da)到小順序排列：推進式(shi)、渦輪式(shi)、槳式(shi)。

對于非均相液(ye)-液(ye)分散過程，首先考慮剪(jian)切作用，同時要求(qiu)有較(jiao)大的(de)循環(huan)流量，各種攪(jiao)拌器的(de)剪(jian)切作用按(an)從大到小的(de)順序排列(lie)：渦(wo)輪式(shi)、推進式(shi)、槳(jiang)式(shi)。

4傳動裝置

作用(yong)是提供攪拌(ban)的動力(li)。

反應(ying)釜需要(yao)(yao)電(dian)動(dong)機和傳動(dong)裝置來驅(qu)動(dong)，攪拌器傳動(dong)裝置一般安放(fang)在(zai)釜體的頂部，通(tong)常采用立式布(bu)置，如圖所示。電(dian)動(dong)機的轉速(su)較高，通(tong)過減速(su)機可(ke)將轉速(su)降至(zhi)工藝要(yao)(yao)求的攪拌轉速(su)，再通(tong)過聯軸器帶動(dong)攪拌軸轉動(dong)。 

5軸封裝置

作用是保證工(gong)作時形成密封(feng)條(tiao)件，阻止介質(zhi)向(xiang)外泄露的裝置。可分為填(tian)料箱密封(feng)和(he)機械密封(feng)。

填料箱密封

結(jie)構：由襯(chen)套(tao)、填料(liao)箱體、填料(liao)環、壓蓋(gai)、壓緊螺栓等組(zu)成。

原理：被(bei)裝填(tian)在(zai)(zai)攪(jiao)拌(ban)軸和填(tian)料(liao)函之間環形(xing)間隙中(zhong)的填(tian)料(liao)，在(zai)(zai)壓蓋壓力(li)的作用(yong)下，沿攪(jiao)拌(ban)軸表面會(hui)產生(sheng)徑(jing)向(xiang)(xiang)壓緊(jin)力(li)。填(tian)料(liao)中(zhong)的潤滑(hua)(hua)劑(ji)在(zai)(zai)徑(jing)向(xiang)(xiang)壓緊(jin)力(li)的作用(yong)下被(bei)擠出，在(zai)(zai)攪(jiao)拌(ban)軸的表面形(xing)成一(yi)層(ceng)(ceng)極薄的液膜(mo)(mo)。這層(ceng)(ceng)液膜(mo)(mo)一(yi)方面使(shi)攪(jiao)拌(ban)軸得到潤滑(hua)(hua)，另一(yi)方面起到阻止設備內流體漏出或外部(bu)流體滲入的作用(yong)，而達(da)到軸向(xiang)(xiang)密封(feng)的目的。

機械密封(feng)

械(xie)密(mi)封是一種比較新型的(de)密(mi)封結構(gou)。它的(de)泄漏(lou)量(liang)少，使用壽命長(chang)，摩擦(ca)功率損耗小(xiao)，軸或軸套(tao)不(bu)受磨損，耐振性能好，常用于高(gao)低溫、易燃易爆(bao)有毒介(jie)質的(de)場合。但結構(gou)復雜，密(mi)封環加工精度要求(qiu)高(gao)，安(an)裝技術要求(qiu)，裝拆不(bu)方便，成本高(gao)。 

密封裝置使(shi)用條件(jian)

通常在常壓(ya)或低壓(ya)條件下采用填料密封，一般使(shi)用壓(ya)力小于2公斤。 

在(zai)一(yi)般中等(deng)壓力或(huo)抽真空情況(kuang)會采用機械密封，一(yi)般壓力為負(fu)壓或(huo)40公斤(jin)。 

在(zai)高壓或介質揮發(fa)性高得(de)情況下會采用磁力密封，一般壓力超(chao)過14公(gong)斤以上(shang)。 

除(chu)了磁力密(mi)封均采用水降(jiang)溫外，其他密(mi)封形(xing)式(shi)在超(chao)過(guo)120度以(yi)上會(hui)增加冷卻水套(tao)。 

6工藝接管(guan)

原(yuan)料進口管（灰(hui)色(se)）

置(zhi)換空(kong)氣(qi)進口管(guan)（藍色）

置換氮氣進(jin)口管(guan)（黑(hei)色）

清(qing)洗(xi)用水(shui)進口管（綠色(se)）

固體物料進口管(guan)（原材料、固體催化劑等）

產物放出管（灰色）

換熱介(jie)質(zhi)進、出口(kou)管（蒸汽管為紅色）

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