反应釜是化工生产中尤为重要的反应设施。在化工生产流程中,为化学反应供应反应空间和反应条件的装置。反应釜的分类有哪几种?搅拌器的选型如何选择?作为化工人,这些都是需要知道的!今天就来说说这里面的门道!
反应釜的分类
按结构型式分类,可分为釜式反应器、管式反应器、塔式反应器、固定床反应器、流化床反应器等。
1、釜式反应器
釜式反应器也称槽式、锅式反应器。用于达成液相单相反应流程和液液、气液、液固、气液固等多相反应流程。
操作时温度、浓度轻易控制,商品水平均一。在化工生产中,既可适用于间歇操作流程,又可用于连续操作流程;可单釜操作,也可多釜串联采用;但若应用在需要较高转化 率的工艺需要时,有需要较大容积的缺点。
一般在操作条件比较缓和的状况下,如常压、温度较低且低于物料沸点时,釜式反应器的应用最为一般。
2、管式反应器
管式反应器主要用于气相、液相、气—液相连续反应流程,由单根(直管或盘管)连续或多根平行排列的管子组成,一般设有套管或壳管式换热装置。
管式反应器的特征:
换热面积大,适用于热效应较大的反应;反应速度快,流速快,所以它的生产率高;结构容易紧凑,强度高,抗腐蚀强,抗冲击性能好,使用年限长,便于检修。
3、塔式反应器
塔式反应器一般有填料塔、板式塔、降膜反应器,、喷雾反应器、鼓泡塔等。
填料塔-迅速和瞬间反应流程,特别适合与低压和介质具有腐蚀性的操作。
板式塔-中速和迅速反应流程。大多使用加压操作,适用于传质流程控制的加压反应流程。
喷雾塔-瞬间反应流程,适合于有污泥,沉淀和生成固体产物的体系,气膜控制的反应系统,气液两相返混紧急。
鼓泡塔-储液量大,适合于速度慢和热效应大的反应,但液相返混紧急。适合于使用间歇操作方法。
4、固定床反应器
固定床板反应器是指流体通过静止不动的固体物料所形成的床层而进行化学反应的设施。以气-固反应的固定床反应器最常见。
固定床反应器床层薄,流速低,床层内的流体轴向流动可看作是理想置换流动,因而化学反应速率较快,完成同样的生产任务所需的催化剂用量和反应器体积较小,流体停留时间可严格控制,温度分布可适当调节,有利于提升化学反应的转化 率和选择性;固定床中催化剂不容易磨损,可在高温高压下操作。
当然,固定床也存在一些缺点,如传热性能差;不可以采用细粒催化剂(不可以充分借助催化剂内表面),催化剂的再生、更换均不便捷。
5、流化床反应器
细小的固体颗粒被流动着的流体携带,具有像流体一样自由流动的性质,此种现象称为固体的流态化。
把反应器和在其中呈流态化的固体催化剂颗粒合在一起,成为流化床反应器。流化床反应器多用于气-固反应流程。
反应釜的搅拌装置
搅拌器的用途
推进静止的液料运动,维持搅拌流程所需的流体流动状况,以达到搅拌的目的。搅拌器的主要部件是桨叶,因此桨叶的几何形状、尺寸、数目及转速对搅拌器的功能和搅拌成效有要紧影响。
常见的搅拌器
1、桨式搅拌器
由桨叶、键、轴环、竖轴所组成。桨叶一般用扁钢或不锈钢或有色金属制造。桨式搅拌器的转速较低,一般为20~80r/min。桨式搅拌器直径取反应釜内径Di/3~2/3,桨叶不宜过长,当反应釜直径很大时使用两个或多个桨叶。
桨式搅拌器适用于流动性大、粘度小的液体物料,也适用于纤维状和结晶状的溶解液,物料层很深时可在轴上装置数排桨叶。
2、涡轮式搅拌器
涡轮式搅拌器分为圆盘涡轮搅拌器和开启涡轮搅拌器;根据叶轮又可分为平直叶和弯曲叶。涡轮搅拌器速度较大,300~600r/min。
涡轮搅拌器的主要优点是当能量消耗不大时,搅拌效率较高,搅拌产生很强的径向流。因此它适用于乳浊液、悬浮液等。
3、推进式搅拌器
推进式搅拌器,搅拌时能使物料在反应釜内循环流动,所起功效以容积循环为主,剪切功效较小,上下翻腾成效良好。当需要有更大的流速时,反应釜内设有导流筒。
推进式搅拌器直径约取反应釜内径Di的1/4~1/3,300~600r/min,搅拌器的材料常用铸铁和铸钢。
4、框式和锚式搅拌器
框式搅拌器可视为桨式搅拌器的变形,其结构比较坚固,搅动物料量大。如果这类搅拌器底部形状和反应釜下封头形状相似时,一般称为锚式搅拌器。
框式搅拌器直径较大,一般取反应器内径的2/3~9/10,50~70r/min。框式搅拌器与釜壁间隙较小,有利于传热流程的进行,迅速旋转时,搅拌器叶片所带动的液体把静止层从反应釜壁上带下来;慢速旋转时,有刮板的搅拌器能产生良好的热传导。这类搅拌器常用于传热、晶析操作和高粘度液体、高浓度淤浆和沉降性淤浆的搅拌。
5、螺带式搅拌器和螺杆式搅拌器
螺带式搅拌器,常用扁钢按螺旋形绕成,直径较大,常做成几条紧贴釜内壁,与釜壁的间隙很小,所以搅拌时能不断地将粘于釜壁的沉积物刮下来。螺带的高度一般取罐底至液面的高度。
螺带式搅拌器和螺杆式搅拌器的转速都较低,一般不超越50r/min,产生以上下循环流为主的流动,主要用于高粘度液体的搅拌。
搅拌器的选型
主要依据物料性质、搅拌目的及各种搅拌器的性能特点来进行。
1、按物料粘度选型
❶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;
❷对于高粘度液体,就选用大直径、低转速搅拌器,如锚式、框式和桨式。
2、按搅拌目的选型
❶对低粘度均相液体混合,主要分析循环用户流量,各种搅拌器的循环用户流量按从大到小顺序排列:推进式、涡轮式、桨式。
❷对于非均相液-液分散流程,第一分析剪切功效,同时需要有较大的循环用户流量,各种搅拌器的剪切功效按从大到小的顺序排列:涡轮式、推进式、桨式。






