项目二 反应器

1、 化工设备使用维护2任务一任务一 了解反应器了解反应器v反应器的作用反应器的作用 用于完成化学和物理反应的设备称为反应设备或反用于完成化学和物理反应的设备称为反应设备或反应器，它是化工生产中普遍应用的典型工艺设备。应器，它是化工生产中普遍应用的典型工艺设备。反应反应设备结构形式多种多样，适用场合各不相同设备结构形式多种多样，适用场合各不相同3 反应器可分为反应器可分为化学反应器和生物反应器化学反应器和生物反应器，前者是指在其，前者是指在其中实现一个或几个化学反应，并使反应物通过化学反应转变中实现一个或几个化学反应，并使反应物通过化学反应转变为反应产物的设备；后者是指为细胞或酶提供适宜的反应环为

2、反应产物的设备；后者是指为细胞或酶提供适宜的反应环境以达到细胞生长代谢和进行反应的设备。境以达到细胞生长代谢和进行反应的设备。4v根据物料的聚集状态分类根据物料的聚集状态分类反应器均相反应器气相反应器液相反应器非均相反应器气-液反应器气-固反应器液-液反应器液-固反应器气-液-固反应器5v根据反应器结构形式分类根据反应器结构形式分类反应器釜式反应器管式反应器塔式反应器固定床反应器流化床反应器67v根据操作方法分类根据操作方法分类反应器间歇式半间歇式连续式8v根据传热方式分类根据传热方式分类反应器绝热式反应器外热式反应器自热式反应器9v搅拌釜式反应器搅拌釜式反应器n搅拌反应釜原理搅拌反应釜原理n

3、物料由上部加入反应釜内物料由上部加入反应釜内，在搅拌器的作用下迅速，在搅拌器的作用下迅速混合并进行反应。若需要混合并进行反应。若需要加热，可在夹套和蛇管内加热，可在夹套和蛇管内通入加热蒸汽，如果需要通入加热蒸汽，如果需要冷却，则在夹套和蛇管内冷却，则在夹套和蛇管内通入冷却水或冷冻剂。反通入冷却水或冷冻剂。反应结束后，物料由釜体的应结束后，物料由釜体的底部放出。底部放出。 任务二任务二 熟悉典型反应设备的部件熟悉典型反应设备的部件搅拌反应器搅拌反应器10n釜式反应器的结构特点釜式反应器的结构特点（1 1）结构基本相同，除有反应釜体外，还有传动装置、搅拌）结构基本相同，除有反应釜体外，还有传动装置

4、、搅拌器和加热（冷却）装置等；器和加热（冷却）装置等；（2 2）操作压力、操作温度较高，使用于各种不同的生产规模）操作压力、操作温度较高，使用于各种不同的生产规模；（3 3）可间歇操作或连续操作，具有投资少，投产快、操作灵）可间歇操作或连续操作，具有投资少，投产快、操作灵活性大等优点；活性大等优点；11v搅拌釜式反应器搅拌釜式反应器 搅拌反应器主要由搅拌反应器主要由釜体、搅拌装釜体、搅拌装置、传热装置、轴封装置、其他结构置、传热装置、轴封装置、其他结构组成组成n釜体包括罐体、支座、人孔、工艺釜体包括罐体、支座、人孔、工艺接管等附件，用于盛装反应物料和提接管等附件，用于盛装反应物料和提供换热条件

5、供换热条件 n搅拌装置包括搅拌轴、搅拌器、电搅拌装置包括搅拌轴、搅拌器、电机、减速器等机、减速器等 n传热装置有夹套结构的壁外传热和传热装置有夹套结构的壁外传热和釜内装设换热管传热形式，应用最多釜内装设换热管传热形式，应用最多的是夹套传热。的是夹套传热。n轴封是保证工作时形成密封条件，轴封是保证工作时形成密封条件，阻止介质向外泄漏的部件阻止介质向外泄漏的部件 1搅拌器2罐体；3夹套； 4搅拌轴；5压出管6支座；7人孔； 8轴封；9传动装置搅拌反应器搅拌反应器12n釜体釜体n釜体是容纳物料进行反应的容器，基本为圆筒形，根釜体是容纳物料进行反应的容器，基本为圆筒形，根据工艺需要，釜体上装有各种接管

6、，以满足进料、出据工艺需要，釜体上装有各种接管，以满足进料、出料、排气等要求。操作过程中为了对反应进行控制，料、排气等要求。操作过程中为了对反应进行控制，必须测量反应物的温度、压力、成分及其它参数，容必须测量反应物的温度、压力、成分及其它参数，容器上还设置有温度、压力等传感器。器上还设置有温度、压力等传感器。釜体的作用釜体的作用1314n搅拌器搅拌器 搅拌器是反应釜的关键部件，通过搅拌可使物料搅拌器是反应釜的关键部件，通过搅拌可使物料充分混合、加快反应速率、强化传质传热效果、促进充分混合、加快反应速率、强化传质传热效果、促进化学反应的实现。由于操作条件各不相同，介质情况化学反应的实现。由于操作

7、条件各不相同，介质情况千差万别，搅拌器的结构型式多种多样。为确保搅拌千差万别，搅拌器的结构型式多种多样。为确保搅拌器生产质量，降低制造成本，增加零部件互换性，搅器生产质量，降低制造成本，增加零部件互换性，搅拌器已标准化，可查阅拌器已标准化，可查阅HG/T 3796.1-2005 HG/T 3796.1-2005 搅拌器搅拌器型式及基本参数型式及基本参数搅拌器作用搅拌器作用15n浆式搅拌器浆式搅拌器结构最简单叶片用扁钢制成，焊接或用结构最简单叶片用扁钢制成，焊接或用螺栓固定在轮毂上，叶片数是螺栓固定在轮毂上，叶片数是2 2、3 3或或4 4 片，叶片形式可分为平直叶式和折叶式片，叶片形式可分为平

8、直叶式和折叶式两种。两种。特点特点主要用于流体的循环，由于在同样排量主要用于流体的循环，由于在同样排量下，折叶式比平直叶式的功耗少，操作下，折叶式比平直叶式的功耗少，操作费用低，故轴流桨叶使用较多。费用低，故轴流桨叶使用较多。应用应用16应用应用特点特点结构简单。结构简单。适用于粘度在适用于粘度在100Pa100Pas s以以下的流体搅拌，当流体下的流体搅拌，当流体粘度在粘度在1010100Pa100Pas s时，时，可在锚式桨中间加一横可在锚式桨中间加一横桨叶，即为框式搅拌器，桨叶，即为框式搅拌器，以增加容器中部的混合。以增加容器中部的混合。锚式搅拌器锚式搅拌器17特点特点搅拌时流体的湍流程

9、度不高，循环量搅拌时流体的湍流程度不高，循环量大，结构简单，制造方便大，结构简单，制造方便。粘度低、流量大的场合，用较小的粘度低、流量大的场合，用较小的搅拌功率，能获得较好的搅拌效果。搅拌功率，能获得较好的搅拌效果。主要用于液液系混合、使温度均主要用于液液系混合、使温度均匀匀,在低浓度固液系中防止淤泥沉降在低浓度固液系中防止淤泥沉降等。等。应用应用推进式搅拌器推进式搅拌器18涡轮式搅拌器，能有效地完成几乎所涡轮式搅拌器，能有效地完成几乎所有的搅拌操作，并能处理粘度范围很有的搅拌操作，并能处理粘度范围很广的流体。广的流体。特点特点应用应用它有较大的剪切力，可使流体微它有较大的剪切力，可使流体微团

10、分散得很细，适用于低粘度到团分散得很细，适用于低粘度到中等粘度流体的混合。中等粘度流体的混合。涡轮搅拌器涡轮搅拌器19螺带式搅拌器的叶片为螺带状，螺带螺带式搅拌器的叶片为螺带状，螺带的数量为两到三根，被安装在搅拌器的数量为两到三根，被安装在搅拌器中央的螺杆上，螺带式搅拌器的螺距中央的螺杆上，螺带式搅拌器的螺距决定了螺带的外径决定了螺带的外径特点特点应用应用它通常是在层流状态下操作，适它通常是在层流状态下操作，适用于黏度高的液体和拟塑性的流用于黏度高的液体和拟塑性的流体混合体混合螺带式搅拌器螺带式搅拌器20n轴封装置轴封装置 轴封是指搅拌轴与顶盖之间的密封，是搅拌反应轴封是指搅拌轴与顶盖之间的密

11、封，是搅拌反应器的重要组成部分。由于搅拌轴是转动的，而顶盖是器的重要组成部分。由于搅拌轴是转动的，而顶盖是固定静止的，所以轴封是动密封。其作用是保证搅拌固定静止的，所以轴封是动密封。其作用是保证搅拌反应器内处于一定的正压或真空状态反应器内处于一定的正压或真空状态,防止反应物料逸防止反应物料逸出或杂质的渗入。搅拌反应釜常用的动密封有填料密出或杂质的渗入。搅拌反应釜常用的动密封有填料密封和机械密封封和机械密封n填料密封填料密封 软填料密封软填料密封又叫又叫压盖填料密封压盖填料密封，俗称，俗称盘根盘根。它是一种填。它是一种填塞环缝的压紧式密封，是世界上使用最早的一种密封装置，塞环缝的压紧式密封，是世

12、界上使用最早的一种密封装置，在中国已有上千年的历史在中国已有上千年的历史21n填料密封的基本结构填料密封的基本结构22n机械密封机械密封n定义定义 由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并构弹力（或磁力）的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置n基本结构基本结构n机械密封一般主要由四大部分组成：机械密封一般主要由四大部分组成：n由静止环（由静止环（静环静环）和旋转环（）和旋转环（动环动环）组成的一对密封）组成的一对密封端面，

13、该密封端面有时也称为摩擦副，是机械密封的端面，该密封端面有时也称为摩擦副，是机械密封的核心；核心；n以弹性元件（或磁性元件）为主的以弹性元件（或磁性元件）为主的补偿缓冲机构补偿缓冲机构；n辅助密封机构辅助密封机构；n使动环和轴一起旋转的使动环和轴一起旋转的传动机构传动机构231 1紧定螺钉；紧定螺钉；2 2弹簧座；弹簧座；3 3弹簧；弹簧；4 4动环辅助密封圈；动环辅助密封圈；5 5动环；动环；6 6静环；静环；7 7静环辅助密封圈；静环辅助密封圈；8 8防转销防转销 2425n传热装置传热装置 搅拌反应器常用的传热装置有夹套传热和蛇管传搅拌反应器常用的传热装置有夹套传热和蛇管传热两种形式等。

14、一般夹套传热结构应用更普遍，当反热两种形式等。一般夹套传热结构应用更普遍，当反应器采用衬里结构或夹套传热不能满足要求时常采用应器采用衬里结构或夹套传热不能满足要求时常采用蛇管传热方式蛇管传热方式 夹套就是用焊接或法兰连接的方式在容器外侧装夹套就是用焊接或法兰连接的方式在容器外侧装设各种形状的结构，使其与容器外壁形成密闭的空间设各种形状的结构，使其与容器外壁形成密闭的空间，在此空间内通入载热体，加热或冷却容器内的物料，在此空间内通入载热体，加热或冷却容器内的物料，以维持物料的温度在预定的范围。夹套的主要结构，以维持物料的温度在预定的范围。夹套的主要结构型式有整体夹套、型钢夹套、半圆管夹套和蜂窝夹

15、套型式有整体夹套、型钢夹套、半圆管夹套和蜂窝夹套等等26n夹套传热及其结构夹套传热及其结构 在釜体外侧，以焊接在釜体外侧，以焊接或法兰连接的形式装设各或法兰连接的形式装设各种外套，并与釜体表面形种外套，并与釜体表面形成密闭空间，在此空间内成密闭空间，在此空间内通入蒸汽或冷水等，用来通入蒸汽或冷水等，用来加热或冷却釜内的物料，加热或冷却釜内的物料，维持物料的温度在规定的维持物料的温度在规定的范围，这种结构称为夹套范围，这种结构称为夹套。夹套传热示意图夹套传热示意图27n蛇管传热蛇管传热 当传热面积较大当传热面积较大，可用蛇管传热，其，可用蛇管传热，其浸在物料中，热量损浸在物料中，热量损失小、传热

16、效果好，失小、传热效果好，同时可减小漩涡，强同时可减小漩涡，强化搅拌程度化搅拌程度蛇管结构蛇管结构28v管式反应器管式反应器管式反应器结构示意图管式反应器结构示意图 29v塔式反应器塔式反应器鼓泡塔反应器结构示意图鼓泡塔反应器结构示意图1 1分布格板；分布格板；2 2夹套；夹套；3 3气体分布器；气体分布器；4 4塔体；塔体；5 5挡板；挡板；6 6塔外换热器；塔外换热器；7 7液体捕集器；液体捕集器；8 8扩大段扩大段30v固定床反应器固定床反应器n绝热床反应器绝热床反应器n多段绝热床多段绝热床n两个绝热层间加换热器两个绝热层间加换热器n在层间加换热盘管在层间加换热盘管n有多层传热有多层传热

17、 n用外加物料中间直接冷激用外加物料中间直接冷激n用原料气中间冷激用原料气中间冷激 物料气 产物 催化剂 31n换热式固定床反应器换热式固定床反应器 按照换热介质不同，按照换热介质不同，可分为外换热式和自身换可分为外换热式和自身换热式。热式。 换热式反应器以列管换热式反应器以列管式为多。通常是在管内放式为多。通常是在管内放催化剂，管间走热载体（催化剂，管间走热载体（ 在用高压水或用高压蒸汽在用高压水或用高压蒸汽作热载体时，则把催化剂作热载体时，则把催化剂放在管间，而使管内走高放在管间，而使管内走高压流体压流体) ) 蒸汽 原料 调节阀 催化剂 补充水 产物 32n自热式反应器自热式反应器 反应前后的物料在床层中自行进行换热的反应器为反应前后的物料在床层中自行进行换热的反应器为自热式反应器自热式反应器 TC Tf Tf T0 逆流 并流 T0 自热式反应器示意图自热式反应器示意图33n工业生产中常见的流化床反应器形式工业生产中常见的流化床反应器形式34n工业生产中常见的流化床反应器形式工业生产中常见的流化床反应器形式35n工业