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时间:2019-09-05
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1、第二组陈伟叶文英徐鹏韩亮汤登军西玛津典型设备的选择生产设备的选择一、搅拌釜式反应器(间歇式操作)二、涡轮式搅拌器三、夹套加热四、卧式离心机一、反应器的选择反应器的分类:1.按操作方式分类为:间歇(分批)式、半连续(半间歇)式和连续式操作。2.按材质分类为:钢制(或衬瓷板)反应釜、铸铁反应釜及搪玻璃反应釜3.按操作压力分类:低压釜和高压釜。1.1间歇式操作:一次加入反应物料,在一定的反应条件下,经过一定的反应时间,当达到所要求的转化率时候,取出全部的产物。特点:设备利用率不高,劳动强度大,只使用于小批量,多品种生产,在染料及制药工业中广泛使用。1.2半间歇操作:一种物料分批加入,而令一种
2、物料连续加入。特点:特别适用于要求一种反应物的浓度高而另一种反应物的浓度低的化学反应,适用于可以通过调节加料速度来控制反应温度的反应2.1钢制反应釜:特点是制造工艺简单,造价费用较低,维护检修方便,使用范围广泛,化工生产普遍采用。最常见的钢板反应釜的材料为Q235A(或容器刚)。用Q235A材料制作的反应釜不耐酸性介质腐蚀,不锈钢材料的反应釜可以耐一般酸性介质,经过镜面抛光的不锈钢制反应釜还特别适用于高粘度体系聚合反应。2.2铸铁反应釜:在氯化、磺化、硝化、缩合、硫酸增浓等反应过程中使用较多。2.3搪玻璃反应釜:俗称搪瓷锅。在碳钢锅的内表面涂上含有二氧化硅玻璃釉,经900℃左右的高温焙
3、烧,形成玻璃搪层。搪玻璃反应釜对许多介质具有良好的抗腐蚀性,所以广泛用于精细化工生产的卤化反应及有盐酸、硫酸、硝酸等存在时的各种反应。3.1低压釜是最常见的搅拌釜式反应器。在搅拌轴和壳体之间采用动密封结构,在低压(1.6MPa以下)条件下能够防止物料的泄露。3.2高压条件下,动密封难以保证不泄露。目前。高压常采用磁力搅拌釜。磁力搅拌釜的主要特点是以静密封代替了传统的填料密封和机械密封,从而实现了整台反应釜在全密封状态下的工作,保证无泄露。因此,更适合于各种极毒、易燃、易爆以及其他渗透离极强的化工工艺过程,是石油化工、有机合成、化学制药、食品等工艺中进行硫化、氟化、氢化、氧化等反应的理想
4、设备。综合所有条件,由于釜式反应器结构简单,加工方便,传质效率高,温度分布均匀,操作条件(如温度、浓度、停留时间等)的可控范围较广,操作灵活性大,便于更换品种,能适应多样化的生产。因此选择:釜式反应器,并采用间歇式操作二、搅拌器的选择搅拌器的分类:1、推进式搅拌器:该结构如同船舶,叶数通常为三个,直径小,该搅拌器主要造成液体轴向运动,引起循环,该搅拌器常用整体铸造,加工方便,常采用焊接,需要模锻后在与轴套焊接,加工较困难。2、浆式搅拌器:结构比较简单,一般以扁钢加工制成,材料可以采用碳钢、合金刚、有色金属、或者碳钢外包橡胶、环氧树脂、酚醛玻璃布等,有平直叶式和折叶式两种,折叶式既能使液
5、体做圆周运动又能使液体上下运动,起到充分搅拌的作用,若料液层比较高,常装有几层桨叶。3、涡轮式搅拌器:形式较多,圆盘涡轮式较为常见,浆径与同体内径之比为0.25-0.5,该类搅拌器的直径一般在700mm以下,主要包括圆盘平直叶涡轮式,圆盘弯叶轮式和闭式弯叶涡轮式。4、锚式和框式搅拌器:该类的特点是旋转部分的外直径稍小于筒体直径,外形由反应器的形式决定,对于大直径的反应器或者搅拌液黏度很大时,常用横梁加强,就成了框式搅拌器,该搅拌器的直径较大,常为筒体的0.9倍以上,特别适用于有固体沉淀或容易挂料的场合。5、螺带式搅拌器:主要由一定螺距的螺旋带、轴套和与二者连接的支撑杆组成,螺带外径尽量
6、与筒体内壁靠近,有时间距仅几毫米,搅动时候液体呈复杂的螺旋运动,该搅拌器常用于高分子化合物的聚合反应器内,也可以用于高黏度物料。搅拌器的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。1、按物料黏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;对于高黏度液体,应选用大直径、低转速搅拌器,如锚式、框式和桨式。2、按搅拌目的选用搅拌目的、工艺过程对搅拌的要求是选型的关键。2.1对于低黏度均相液体混合,要求达到微观混合程度,已知均相液体的分子扩散速率很快,控制因素是宏观混合速率,亦即循环流量,各种搅拌器的循环流量从大到小顺序排列:推进式、涡轮式、桨式。因此应优
7、先选择推进式搅拌器。2.2对于非均相液液分散过程,要求分散的微团越小越好,以增大两相接触面积,还要求液体涡轮湍动剧烈,以降低两相传动阻力。因此,该类过程的控制因素为剪切作用,同时也要求有较大的循环流量,各种搅拌器的剪切作用从大到小的顺序排列:涡轮式、推进式、桨式。2.3对于气液分散过程,要求得到高分散度的气泡,可优先选择涡轮式搅拌器,平直叶圆盘涡轮搅拌器最适合气液分散过程。2.4对于固体悬浮操作,固液密度差小,固体颗粒不易沉降的固体悬浮,应优先
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