釜式反应器资料课件.ppt

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1、一、釜式反应器的基本结构（一）壳体（二）搅拌装置（三）换热装置（四）传动装置及密封（一）釜式反应器的壳体结构几种反应釜底的形式（二）搅拌器（a）浆式搅拌器；（b）框式搅拌器；（c）锚式搅拌器；（d）旋桨式搅拌器；（e）涡轮式搅拌器；（f）螺带式搅拌器釜式搅拌混合器搅拌状态项目一釜式反应器（三）换热装置项目一釜式反应器（三）换热装置项目一釜式反应器（四）传动装置及密封项目一釜式反应器项目一釜式反应器二、釜式反应器的工艺流程间歇釜式反应器现场操作图项目一釜式反应器任务二釜式反应器的设计、选型二、均相反应动力学基础一、反应器流动模型三、釜式反应器的生产原理四、多个理

2、想连续釜式反应器的串联操作五、连续操作釜式反应器的热稳定性一、反应器流动模型化工操作过程可分为间歇过程、连续过程和半连续过程。反应器中流体的流动模型是针对连续过程而言。由于真实反应器几何尺寸、操作条件、搅拌等的复杂性，使得反应器内流动十分复杂，而反应器中流体的流动直接影响反应器的性能，为此有必要讨论反应器内的流体流动。反应器流动模型理想流动模型非理想流动理想混合流动模型理想置换流动模型模块一釜式反应器模块一釜式反应器（一）理想流动模型1.理想置换流动模型理想置换流动模型也称作平推流模型或活塞流模型。任一截面的物料如同气缸活塞一样在反应器中移动，垂直于流体流动方

3、向的任一横截面上所有物料质点的年龄相同，是一种返混量为零的极限流动模型。加料产物长径比较大和流速较高的连续操作管式反应器中的流体流动均可视为理想置换流动。模块一釜式反应器①沿流动方向，温度、浓度、反应速率随位置逐渐改变②稳定流动，各点温度、浓度、反应速率不随时间而变③各物料质点在反应器内的停留时间相同。④稳定状态下，单元时间、微元体积内，反应物积累量为零。理想置换流动模型的特点：模块一釜式反应器2.理想混合流动模型理想混合流动模型也为全混流模型。由于强烈搅拌，反应器内物料质点返混程度为无穷大，所有空间位置物料的各种参数完全均匀一致。搅拌十分强烈的连续操作搅拌釜

4、式反应器中的流体流动均可视为理想混合流动。均匀混合加料产物模块一釜式反应器理想混合流动模型的特点：①物料在反应器内充分返混；②反应器内温度、浓度、反应速率处处均一，不随时间而变，且与出口相同。③物料粒子在反应器内的停留时间不同。④连续，稳定流动，物料的积累项为零。3.返混及其对反应的影响（1）返混返混专指不同时刻进入反应器的物料之间的混合，是逆向的混合，或者说是不同年龄质点之间的混合。返混是连续化后才出现的一种混合现象。（2）返混对反应的影响非理想流动反应器存在不同程度的返混，返混带来的最大影响是反应器进口处反应物高浓度区的消失或减低。①返混改变了反应器内的浓

5、度分布，使反应器内反应物的浓度下降，反应产物的浓度上升。②返混的结果将产生停留时间分布，并改变反应器内浓度分布。③返混不但对反应过程产生不同程度的影响，更重要的示对反应器的工程放大所产生的问题。模块一釜式反应器（3）降低返混程度的主要措施降低返混程度的主要措施横向分割连续操作搅拌釜式反应器，其返混程度可能达到理想混合程度。为了减少返混，工业上采用多釜串联操作，这是横向分割的典型例子。当串联釜数足够多时，这种连续多釜串联的操作性能就很接近理想置换反应器的性能。纵向分割流化床反应器是气固相连续操作的一种工业反应器。流化床中由于气泡运动造成气相和固相存在严重的返混。

6、为了限制返混，对高径比较大的流化床反应器常在其内部装置横向挡板以减少返混，而对高径比较小的流化床反应器则可设置垂直管作为内部构件。模块一釜式反应器（二）非理想流动实际工业反应器中的反应物料流动与理想流动有所偏离，过程介于两者之间。所有偏离理想流动模型的流动模式均称为非理想流动。1.非理想流动形成的原因1.滞留区的存在滞留区是指反应器内流体流动极慢以至几乎不流动的区域，也称死角、死区。由于滞留区的存在，使得部分流体的停留时间极长。滞留区主要产生于设备的死角中，如设备两端、挡板与设备壁的交接处以及设备设有的其他障碍物时，最易产生死角。若要减少滞留区的存在，主要通过

7、合理的设计来保证。2.沟流和短路在固定床反应器、填料塔以及滴流床反应器中，由于催化剂颗粒或填料装填不匀，造成一低阻力通道，使得部分流体快速从此通道流过从而形成沟流。短路则是在设备设计不良时产生的现象，流体在设备内的停留时间极短，例如当设备的进出口离得太近时就会出现短路。3.循环流实际的釜式反应器、鼓泡塔和流化床中都存在着流体的循环流动。4.流体流速分布不均匀5.扩散由于流体在反应器内的径向流速分布不均匀，从而造成流体在反应器内的停留时间不同。当反应器内流体的流速较小时，形成滞流，此时流体在径向方向上的流速呈抛物线分布；当反应器内流体的流速较大时，形成湍流，此时

8、流体在径向方向上的流速分布比较平坦。由