第九章 反应设备

1、第九章 反应设备,2.3 反应设备,反应设备是化工生产中实现化工反应的主要设备，其中搅 拌反应釜是一种典型的反应设备。它在一定的压力和温度下， 将一定容积的多种物料搅拌混合，反应所发出或所需的热量有 换热装置输入或带走，该设备促进化学反应的进行。 2.3.1 搅拌反应釜的主要结构及其用途 1）、釜体：是一个密闭容器，为物料进行化学反应提供一定的 空间，通常由圆形筒体和上下封头组成。 2）、传热装置：反应釜内的化学反应通常伴有反应热，因此需 要设置传热装置来输入或带走反应热，通常在釜体内设置蛇管或 在釜体外设置夹套。,图245 搅拌反应釜结构图,1-搅拌器 2-罐体 3-夹套 4-搅拌轴 5-压

2、出管 6-支座 7-人孔 8-轴封 9-传动装置,3）、搅拌装置： 为了使参加反应的各种物料混合均匀，加速反应的进行和便 于控制反应速度。它由搅拌轴和搅拌器组成。 4）、轴封装置： 由于搅拌轴是转动的，而釜体封头是静止的,为了避免介质通 过转轴从釜内泄露或外部杂质进入釜内,因此必须进行密封，该 密封称为“轴封”。 有两种形式：机械密封、填料密封。 5）、其它附件： 有人孔、手孔、各种接管、温度计、压力表、试镜和安全泄放 装置等。,、机械密封,把转轴的密封面从轴向改为径向，通过动环和静环两个端面的相互贴合，并作相对运动达到密封的装置，又称端面密封。,泄漏率低，密封性能可靠，功耗小，使用寿命长,在

3、搅拌反应器中得到广泛地应用。,定义,特点,原理,当转轴旋转时，动环和固定不动的静环紧密接触，并经轴上弹簧压紧力的作用，阻止容器内介质从接触面上泄漏，达到密封效果。,1 弹簧 2 动环 3 静环,图2-46 机械密封结构图,填料密封,定义,特点,结构简单，制造容易，适用于非腐蚀性和弱腐蚀性介质、密封要求不高、并允许定期维护的搅拌设备。,在压盖压力作用下，装在搅拌轴与填料箱本体之间的填料，对搅拌轴表面产生径向压紧力，从而实现密封。,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，形成一层极薄的液膜，一方面使搅拌轴得到润滑，另一方面阻止设备内流体的逸出或外部流体的渗入，达到密封的目的。,图2

4、-47 填料密封的结构图,1 压盖 2 双头螺柱 3 螺母 4 垫圈 5 油杯 6 油环 7 填料 8 本体 9 底环,2.3.2 夹套传热及其结构,定义,结构,在釜体外侧，以焊接或法兰连接的形式装设各种外套，并与釜体表面形成密闭空间，依靠夹套内流过蒸汽或冷却水，来加热或冷却釜内物料。,玻璃夹套,定义,结构,2.3.3 蛇管传热及其结构,当传热面积较大，可用蛇管传热，其浸在物料中，热量损失小、传热效果好，同时可减小漩涡，强化搅拌程度。,蛇管结构,2.3.4 搅拌器的形式,搅拌器的形式很多，按结构来分有桨式、推进式、涡轮 式和锚式等，这四种搅拌器在搅拌反应设备中应用最为广泛据 统计约占搅拌器总数

5、的7580。,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2、3或4 片，叶片形式可分为平直叶式和折叶式两种。,1）、桨式搅拌器,特点,图250 桨式搅拌器,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，操作费用低，故轴流桨叶使 用较多。,应用,2）、锚式搅拌器,应用,特点,结构简单。 适用于粘度在100Pas以 下的流体搅拌，当流体 粘度在10100Pas时， 可在锚式桨中间加一横 桨叶，即为框式搅拌器， 以增加容器中部的混合。,图251 锚式搅拌器,3）、推进式搅 拌器,特点,搅拌时流体的湍流程度不高，循环量大，结构简单，制造方便。,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。主要用于液液系混合、使温度均 匀,在低浓度固液系中防止淤泥沉降等。,应用,图252 推进式搅拌器,涡轮式搅拌器，能有效地完成几乎所有的搅拌操作