反应釜和搅拌教学课件PPT.ppt

第三章反应釜和搅拌 1 电动机 2 减速机 3 机架 4 人孔 5 密封装置 6 进料口 7 上封头 8 筒体 9 联轴器 10 搅拌轴 11 夹套 12 载热介质出口 13 挡板 14 螺旋导流板 15 轴向流搅拌器 16 径向流搅拌器 17 气体分布器 18 下封头 19 出料口 20 载热介质进口 21 气体进口 根据材质可分为碳钢反应釜 不锈钢反应釜及搪玻璃反应釜 搪瓷反应釜 3 1反应釜的分类和选用 常见类型根据反应釜的制造结构可分为开式平盖式反应釜 开式对焊法兰式反应釜和闭式反应釜三大类 每一种结构都有他的适用范围和优缺点 反应釜按材质及用途可有以下几种 1 不锈钢反应釜不锈钢反应釜由釜体 釜盖 夹套 搅拌器 传动装置 轴封装置 支承等组成 材质一般有碳锰钢 不锈钢 锆 镍基 哈氏 蒙乃尔 合金及其它复合材料 根据反应釜的制造结构可分为开式平盖式反应釜 开式对焊法兰式反应釜和闭式反应釜三大类 2 搪玻璃反应釜搪玻璃反应釜是将含高二氧化硅的玻璃 衬在钢制容器的内表面 经高温灼烧而牢固地密着于金属表面上成为复合材料制品 因此搪玻璃反应釜具有玻璃的稳定性和金属强度的双重优点 是一种优良的耐腐蚀设备 搪玻璃反应釜技术规范 1 使用压力 0 2 0 8mpa2 耐酸性 对各种有机酸 无机酸 有机溶剂均有较好的抗蚀性 3 耐碱性 搪玻璃对碱性溶液抗蚀性较酸溶液差 但将我厂搪玻璃试样置于1n氢氧化钠溶液腐蚀 试验温度80 时间48h 4 操作温度 搪玻璃设备加热和冷却时 应缓慢进行 我厂制造的搪玻璃设备使用温度为 20 200 耐温急变性 200 5 瓷层厚度 玻璃设备的瓷层厚度0 8 2 3mm 搪玻璃设备附件的瓷层厚度0 6 1 8mm 6 耐压电 搪玻璃具有良好的绝缘性 当搪玻璃在规定厚度内用20kv高频电火花检查瓷层时 高频电火花不能击穿瓷层 7 耐冲击性 玻璃层的内应力越小 弹性越好 硬度越大 抗弯抗压强度越高 则耐冲击就越好 我厂之玻璃层在规定厚度内 用直径30mm 重量112g钢球冲击时 其冲击功为282 10 3j 优等品指标为260 10 3j 3 磁力搅拌反应釜采用静密封结构 搅拌器与电机传动间采用磁力偶合器联接 由于其无接触的传递力矩 以静密封取代动密封 能彻底解决以前机械密封与填料密封无法解决的泄漏问题 使整个介质各搅拌部件完全处于绝对密封的状态中进行工作 因此 更适合用于各种易燃易爆 剧毒 贵重介质及其它渗透力极强的化学介质进行反应 是石油 化工 有机合成 高分子材料聚合 食品等工艺中进行硫化 氟化 氢化 氧化等反应最理想的无泄漏反应设备 反应釜要经常注意整台设备和减速器的工作情况 减速器润滑油不足应立即补充 电加热介质油每半年要进行更换 对夹套和盖子上等部位的安全阀 压力表 温度表 蒸馏孔 电热棒 电器仪表等要应定期检查 如果有故障要即时调换或修理 设备不用时 一定用温水在容器内外壁全面清洗 经常擦洗锅体 保持外表清洁和内胆光亮 达到耐用的目的 保养 一 电动机的选用 系列功率转速安装型式防爆要求 y系列电动机 全封闭和自扇冷鼠笼型三相异步电动机 3 2传动装置 y系列电动机型号的标记示例 yb系列电动机 全封闭自扇冷式鼠笼型防爆三相异步电动机 二 减速机的选用 立式减速机 摆线针齿行星减速机 两级齿轮减速机 三角皮带减速机 双级摆线针轮减速机 x系列摆线针轮减速机 针轮摆线减速机 立式涡轮减速机 不带支承的机架 j a型 带中间支承的机架 j b型 3 3机架 3 4底座设计 结构 3 5搅拌 3 5 1搅拌器 1 搅拌器与流动特征 定义 功能 搅拌器又称搅拌桨或搅拌叶轮 是搅拌的关键部件 提供过程所需要的能量和适宜的流动状态 原理 搅拌器旋转时把机械能传递给流体 在搅拌器附近形成高湍动的充分混合区 并产生一股高速射流推动液体在搅拌容器内循环流动 流型 流体循环流动的途径 一 流型 流型与搅拌的关系 流型与搅拌效果 搅拌功率的关系十分密切 搅拌器的改进和新型搅拌器的开发往往从流型着手 流型决定因素 取决于搅拌器的形式 搅拌容器和内构件几何特征 以及流体性质 搅拌器转速等因素 搅拌机顶插式中心安装立式圆筒的三种基本流型 径向流 轴向流 切向流 流型 流体流动方向垂直于搅拌轴 沿径向流动 碰到容器壁面分成二股流体分别向上 向下流动 再回到叶端 不穿过叶片 形成上 下二个循环流动 a 径向流 图17 12搅拌器与流型 a 径向流 流体流动方向平行于搅拌轴 流体由桨叶推动 使流体向下流动 遇到容器底面再向上翻 形成上下循环流 b 轴向流 图17 13搅拌器与流型 b 轴向流 上述三种流型通常同时存在 轴向流与径向流对混合起主要作用 切向流应加以抑制 采用挡板可削弱切向流 增强轴向流和径向流 除中心安装的搅拌机外 还有偏心式 底插式 侧插式 斜插式 卧式等安装方式 见图17 14 不同方式安装的搅拌机产生的流型也各不相同 图17 14搅拌器在容器内的安装方式 a 垂直偏心式 b 底插式 c 侧插式 d 斜插式 e 卧式 挡板与导流筒 1 挡板 目的 消除打漩和提高混合效果 物料粘度小 搅拌转速高 液体随桨叶旋转 在离心力作用下涌向内壁面并上升 中心部分液面下降 形成漩涡 称为打漩区 打漩 后果 随转速增加 漩涡中心下凹到与桨叶接触 外面空气进入桨叶被吸到液体中 使其密度减小 混合效果降低 一般在容器内壁面均匀安装4块挡板宽度为容器直径的1 12 1 10 全挡板条件 当再增加挡板数和挡板宽度 而功率消耗不再增加时 称为全挡板条件 全挡板条件与挡板数量和宽度有关 搅拌容器中的传热蛇管可部分或全部代替挡板 装有垂直换热管时一般可不再安装挡板 图17 15挡板 2 导流筒 作用 上下开口圆筒 安装于容器内 在搅拌混合中起导流作用 涡轮式或桨式搅拌器导流筒置于桨叶的上方 b 推进式搅拌器导流筒套在桨叶外面 或略高于桨叶 图17 16导流筒 结构 当搅拌器置于导流筒之下 且容器直径又较大时 导流筒的下端直径应缩小 使下部开口小于搅拌器的直径 通常导流筒上端低于静液面 筒身上开孔或槽 当液面降落后流体仍可从孔或槽进入导流筒 导流筒将搅拌容器截面分成面积相等的两部分 导流筒直径约为容器直径的70 流动特性 搅拌器从电动机获得机械能 推动物料 流体 运动 搅拌器对流体产生二种作用 剪切作用和循环作用 剪切作用与液 液搅拌体系中液滴的细化 固 液搅拌体系中固体粒子的破碎以及气 液搅拌体系中气泡的细微化有关 当输入液体的能量主要用于对流体的剪切作用时 则称为剪切型叶轮 如径向涡轮式 锯齿圆盘式等 1常见型式桨式 涡轮式 推进式 锚式 框式 螺带式 螺杆式 3 5 2搅拌器的型式及选型 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 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 低转速搅拌器 如锚式 框式和桨式 按搅拌目的选型 1 对低粘度均相液体混合 主要考虑循环流量 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 2 对于非均相液 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 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 搅拌器的选型 选型依据考虑搅拌的目的 考虑动力消耗等问题 具体选型可以参看表9 1 搅拌器的型式及选型 搅拌器功率和搅拌器作业功率1定义搅拌功率 搅拌过程进行时需要动力 笼统地称这一动力时叫做搅拌功率 搅拌器功率 为使搅拌器连续运转所需要的功率称为搅拌器功率 不包括机械传动和轴封部分所消耗的功率 此功率的涉及因素较多 与搅拌器几何参数 搅拌器运行参数有关 搅拌作业功率 搅拌器使搅拌槽中的液体以最佳方式完成搅拌过程所需要的功率叫做搅拌作业功率 最理想状态 搅拌器功率 搅拌作业功率 搅拌器的功率 2 影响搅拌器功率的因素1 搅拌器的几何参数与运转参数2 搅拌槽的几何参数 3 搅拌介质的物性参数 3 从搅拌作业功率的观点决定搅拌过程的功率1 液体单位体积的平均搅拌功率的推荐值 表9 2 搅拌器的功率 1 焊接法 制造方便 但强度不大 拆卸困难 常用于直径小的容器中 2 螺钉连接法 螺钉把浆叶固定在轴上 中间有垫片 当轴是圆形时 主要靠浆叶与轴的摩擦力而使浆叶旋转 拆卸方便 但功率大时 容易产生滑动 故只适用于功率小的场合 3 方轴 螺钉连接 目的是克服浆叶与轴的滑动 但方轴加工不便 浆叶与轴的连接也比较麻烦 桨叶固定方法 4 键固定法 浆叶焊在轴套上 轴套与轴之间销以键固定 能克服以上缺点 被广泛采用 为了使搅拌更有效 可装置好几排浆叶 每一排上浆叶为两个或四个 相邻两排浆叶应互相垂直 以增加搅拌效率 浆叶的大小约为容器直径的1 3 2 3 宽度为长度的1 10 1 6 转速一般为20 80转 分 低速搅拌 特点 构造简单 搅拌效果良好 注意 当叶面与容器底面平行时 由于不能使物料形成涡流 搅拌效果差 当叶面与旋转方向垂直时 造成阻力又很大 因此通常都使桨叶与旋转方向成一夹角 1填料密封 图9 11 1 原理填料中含有润滑剂 在对搅拌轴产生径向压紧力的同时 形成极薄的液膜 一方面使搅拌轴受到润滑 另一方面阻止设备内流体的逸出或外部流体的渗入 达到密封目的 2 特点应允许填料密封有一定的泄漏量 使用过程中需要经常调整填料压盖的压紧力 3 6轴封 3 6轴封 2机械密封 图9 12 1 原理机械密封是依靠垂直于轴的两个密封元件的平面相互贴合 依靠介质压力或弹簧力 并