请选择 进入手机版 | 继续访问电脑版
开启左侧

化工设备之反应器

[复制链接]
啊超哥仔 发表于 2019-9-24 21:55:16 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
一、概述
用于实现液相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。器内常设有搅拌(机械搅拌、气流搅拌等)装置。在高径比较大时,可用多层搅拌桨叶。在反应过程中物料需加热或冷却时,可在反应器壁处设置夹套,或在器内设置换热面,也可通过外循环进行换热。

化工设备之反应器

化工设备之反应器

塔式反应器
二、类型
常用反应器的类型有:
(1) 管式反应器。由长径比较大的空管或填充管构成,可用于实现气相反应和液相反应。
(2) 釜式反应器。由长径比较小的圆筒形容器构成,常装有机械搅拌或气流搅拌装置,可用于液相单相反应过程和液液相、气液相、气液固相等多相反应过程。用于气液相反应过程的称为鼓泡搅拌釜(见鼓泡反应器);用于气液固相反应过程的称为搅拌釜式浆态反应器。
(3) 有固体颗粒床层的反应器。气体或(和)液体通过固定的或运动的固体颗粒床层以实现多相反应过程,包括固定床反应器、流化床反应器、移动床反应器、涓流床反应器等。
(4) 塔式反应器。用于实现气液相或液液相反应过程的塔式设备,包括填充塔、板式塔、鼓泡塔等(见彩图)。
(5) 喷射反应器。利用喷射器进行混合,实现气相或液相单相反应过程和气液相、液液相等多相反应过程的设备。
(6) 其他多种非典型反应器。如回转窑、曝气池等。
三、操作方式
反应器按操作方式可分为:间歇釜式反应器;连续釜式反应器;半连续釜式反应器
(1) 间歇釜式反应器,或称间歇釜:
操作灵活,易于适应不同操作条件和产品品种,适用于小批量、多品种、反应时间较长的产品生产。间歇釜的缺点是:需有装料和卸料等辅助操作,产品质量也不易稳定。但有些反应过程,如一些发酵反应和聚合反应,实现连续生产尚有困难,至今还采用间歇釜。
间歇操作反应器系将原料按一定配比一次加入反应器,待反应达到一定要求后,一次卸出物料。连续操作反应器系连续加入原料,连续排出反应产物。当操作达到定态时,反应器内任何位置上物料的组成、温度等状态参数不随时间而变化。半连续操作反应器也称为半间歇操作反应器,介于上述两者之间,通常是将一种反应物一次加入,然后连续加入另一种反应物。反应达到一定要求后,停止操作并卸出物料。
间歇反应器的优点是设备简单,同一设备可用于生产多种产品,尤其适合于医药、染料等工业部门小批量、多品种的生产。另外,间歇反应器中不存在物料的返混,对大多数反应有利。缺点是需要装卸料、清洗等辅助工序,产品质量不易稳定。
(2) 连续釜式反应器,或称连续釜 :
可避免间歇釜的缺点,但搅拌作用会造成釜内流体的返混。在搅拌剧烈、液体 粘度较低或平均停留时间较长的场合,釜内物料流型可视作全混流,反应釜相应地称作全混釜。在要求转化率高或有串联副反应的场合,釜式反应器中的返混现象是不利因素。此时可采用多釜串联反应器,以减小返混的不利影响,并可分釜控制反应条件。
大规模生产应尽可能采用连续反应器。连续反应器的优点是产品质量稳定,易于操作控制。其缺点是连续反应器中都存在程度不同的返混,这对大多数反应皆为不利因素,应通过反应器合理选型和结构设计加以抑制。
(3) 半连续釜式反应器:
指一种原料一次加入,另一种原料连续加入的反应器,其特性介于间歇釜和连续釜之间。
四、加料方式
对有两种以上原料的连续反应器,物料流向可采用并流或逆流。对几个反应器组成级联的设备,还可采用错流加料,即一种原料依次通过各个反应器,另一种原料分别加入各反应器。除流向外,还有原料是从反应器的一端(或两端)加入和分段加入之分。分段加入指一种原料由一端加入,另一种原料分成几段从反应器的不同位置加入,错流也可看成一种分段加料方式。
采用什么加料方式,须根据反应过程的特征决定。
五、换热方式
多数反应有明显的热效应。为使反应在适宜的温度条件下进行,往往需对反应物系进行换热。换热方式有间接换热和直接换热。间接换热指反应物料和载热体通过间壁进行换热,直接换热指反应物料和载热体直接接触进行换热。对放热反应,可以用反应产物携带的反应热来加热反应原料,使之达到所需的反应温度,这种反应器称为自热式反应器。
按反应过程中的换热状况,反应器可分为:
(1) 等温反应器 反应物系温度处处相等的一种理想反应器。反应热效应极小,或反应物料和载热体间充分换热,或反应器内的热量反馈极大(如剧烈搅拌的釜式反应器)的反应器,这样可近似看作等温反应器。
(2) 绝热反应器 反应区与环境无热量交换的一种理想反应器。反应区内无换热装置的大型工业反应器,与外界换热可忽略时,可近似看作绝热反应器。
(3) 非等温非绝热反应器 与外界有热量交换,反应器内也有热反馈,但达不到等温条件的反应器,如列管式固定床反应器。
换热可在反应区进行,如通过夹套进行换热的搅拌釜,也可在反应区间进行,如级间换热的多级反应器。
回复

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则


0关注

0粉丝

481帖子

商务咨询Archiver小黑屋

中国化工网