化工机械结构原理电子课件及素材(朱方鸣)第十三章 反应设备.ppt

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1、【知识目标】了解反应器类型；搅拌反应釜结构组成及各部分作用、搅拌反应釜各组件的类型和选用；固定床反应器、流化床反应器、管式裂解炉结构特点和应用情况。【能力目标】能正确选择搅拌反应釜内部构件；根据具体工艺条件能够选择合适反应器类型。第十三章反应设备一、总体结构中的主要部件及其用途搅拌反应釜广泛应用于化工、轻工、化纤、医药等工业。在一定的压力和温度下，将两种或多种物料搅拌混合，促进其化学反应。搅拌反应釜主要由以下几部分组成：1、釜体——为物料进行化学反应提供一定的空间。2、传热装置——釜体外部或内部设置的加热或冷却装置。3、搅拌装置——将各种物料充分搅拌，混合均匀，以加速反应

2、。4、轴封装置——搅拌轴伸出封头处密封，防止介质泄漏或空气漏入。5、其它结构——人孔、手孔、各种接管、温度计、压力表、视镜、安全泄放装置等。第一节搅拌反应釜反应釜结构1一传动装置；2一封头；3一釜体；4一搅拌装置；5一夹套；6一工艺接管；7一支座；8一联轴器；9一人孔；10一密封装置；11一蒸汽接管；12一减速器支架二、传热装置1、夹套传热及其结构——在釜体外侧以焊接或法兰连接的方法装设各种形状的外套，使其与釜体外表面形成密闭的空间，在此空间内通入载热流体，以加热或冷却物料。常用整体夹套结构：a型用于需要加热面积不大的场合；b型为常用典型结构；c型分段夹套；d型为全包式夹

3、套，有最大的传热面积。整体夹套与筒体的连接方式有可拆卸式和不可拆卸式两种。不可拆卸式夹套的结构简单，密封可靠。a是碳钢夹套直接和碳钢的釜体焊接；b、c是不锈钢釜体配碳钢夹套；d用于釜体较长的场合；e的夹套直接焊在法兰上。如果釜体与夹套用不同材料制造，两者材料又不能用焊接方法连接，或者因反应操作条件恶劣要求定期检查釜体表面时，应采用可拆式连接。整体夹套的压力一般不能超过1Mpa，反应釜直径较大或传热介质压力较高时，可采用焊接半圆管夹套，型钢夹套或蜂窝夹套。夹套底部常用的封闭结构整体夹套反应釜半圆管夹套反应釜外螺旋夹套反应釜2、蛇管传热及其结构——当夹套传热不能满足要求时可在

4、釜体内采用蛇管传热结构。要求传热面积很大时可以制成几个并联的同心圆蛇管组。如果蛇管的中心圆直径较小或圈数不多、重量不大时可以利用蛇管进出口接管固定在顶盖上，不另设支架固定蛇管。当蛇管中心圆直径较大、比较笨重或搅拌有振动时，则需要装支架以增加蛇管的刚性。蛇管的进出口一般都设置在顶盖上，有可拆结构和固定结构两类，可拆结构用于蛇管需要经常拆卸清洗的场合；固定结构蛇管与封头可以一起抽出。螺旋式蛇管竖式蛇管同心圆蛇管组（一）常用搅拌器型式1、桨式搅拌器——桨叶用扁钢制造，当搅拌物料对钢材有显著腐蚀时，桨叶可用合金钢或有色金属制做，也可以采用钢制外包橡胶或环氧树脂、酚醛玻璃布等。桨叶

5、形式可分为平直叶和折叶两种。平直叶叶面与旋转方向互相垂直，主要使物料产生切线方向的流动。折叶叶面与旋转方向成一倾斜角度（一般为45o或60o），可使介质轴向流动。料液层比较高时常装有几层桨叶，相邻两层桨叶常交叉成90o安装。三、搅拌器的型式及选型桨式搅拌器1—桨叶；2—键；3—轴环；4—竖轴2、框式和锚式搅拌器框式搅拌器由桨式演变而成，两层水平桨叶用铅垂桨叶联成刚性框架，其结构比较坚固。当搅拌器底部形状和釜体下封头的形状相似时，就成为锚式搅拌器。桨叶用扁钢制造居多，当搅拌有腐蚀性的物料时，可在其外表面进行搪瓷、覆胶或覆盖其它保护层。框式、锚式搅拌器的转速也不高，一般20～

6、100r/min。线速度为1.0～5.0m/s。框式搅拌器锚式搅拌器推进式搅拌器3、推进式搅拌器——也称旋桨式，常为整体铸造，也可采用焊接或钢板铆接。搅拌器用轴套、平键和紧定螺钉与轴连接。推进式搅拌器能使物料在反应釜内作循环流动，搅拌效果较好。4、涡轮式搅拌器——有开启式和圆盘式。桨叶又分为平直叶、弯叶和折叶。开启式涡轮搅拌器的桨叶由扁钢和轴套焊接而成，圆盘涡轮式搅拌器由桨叶和圆盘焊接或以螺丝栓联接而成。这类搅拌器和推进式搅拌器相似，搅拌速度也较高，约为10～300r/min，搅拌器直径约取反应釜筒体内径的1/3，叶数以6叶为好，桨叶的厚度一般由强度计算确定。开启平直叶涡

7、轮式开启弯叶涡轮式开启折叶涡轮式圆盘平直叶涡轮式圆盘弯叶涡轮式闭式弯叶涡轮式螺带式螺杆式5、其它型式搅拌器——螺杆式、螺带式，可根据不同的工艺条件来选择。（二）搅拌器的选型搅拌器选型要考虑搅拌过程的目的、动力消耗、搅拌效果等，完整的选型方案必须满足效果、安全与经济的要求，可根据流动状态、搅拌目的、搅拌设备容量、转速范围及液体最高粘度来选型。（三）搅拌附件1.挡板——有纵、横两种，固定在釜壁上，用于将物料的切向流动转变为轴向和径向流动，增大被搅动液体的湍动程度，从而改善搅拌效果。挡板的宽度一般为（1／12～1／10）Di，高粘度