主页 > 新闻动态 > 釜式反应器的基本结构及工作原理功能的设计演示 2021-12-31

釜式反应器的基本结构及工作原理功能的设计演示

槽型反应器又名釜式反应器，指的是主要用于灰尘控制、气体冷却、金属表面处理、除油、水充气等。
在高径比较大时，可用多层搅拌桨叶。在反应过程中物料需加热或冷却时，可在反应器壁处设置夹套，或在器内设置换热面，也可通过外循环进行换热。
一、釜式反应器的基本结构

釜式反应器的基本结构主要包括: 反应器壳体、搅拌装置、密封装置、换热装置、传动装置。壳体结构：一般为碳钢材料，筒体皆为圆筒型。釜式反应器壳体部分的结构包括筒体、底、盖（或称封头）、手孔或人孔、视镜、安全装置及各种工艺接管口等。封头；反应釜的顶盖，为了满足拆卸方便以及维护检修。平面形：适用于常压或压力不高时；碟形：应用较广。球形：适用于高压场合；椭圆形：应用较广。锥形：适用于反应后物料需要分层处理的场合。手孔、人孔：为了检查内部空间以及安装和拆卸设备内部构件。视镜:观察设备内部物料的反应情况，也作液面指示用。
工艺接管:用于进、出物料及安装温度、压力的测定装置。
二、釜式反应器的工作原理

釜式搅拌反应器有立式容器中心搅拌、偏心搅拌、倾斜搅拌，卧式容器搅拌等类型。其中以立式容器中心搅拌反应器是最典型的一种。
1.壳体
壳体提供反应器有效体积以保证完成生产任务，并且有足够的强度和耐腐蚀能力以保证运行可靠。它由圆形筒体、上盖、下封头构成。上盖与筒体连接有两种方法，一种是盖子与筒体直接焊死构成一个整体；另一种形式是考虑拆卸方便用法兰连接。上盖开有人孔、手孔和工艺接孔等。壳体材料根据工艺要求来确定，最常用的是铸铁和钢板，也有的采用合金钢或复合钢板。当用来处理有腐蚀性介质时，则需用耐腐蚀材料来制造反应釜，或者将反应釜内表搪瓷、衬瓷板或橡胶。
2.搅拌器
搅拌器是搅拌反应釜的一个关键部件。搅拌器的选型及计算是否正确，直接关系到搅拌反应釜的操作和反应的结果。如果搅拌器不能使物料混合均匀，可能会导致某些副反应的发生，使产品质量恶化，收率下降，反应结果严重偏离小试结果，即产生所谓的放大效应。另外，不良的搅拌还可能会造成生产事故。例如某些硝化反应，如果搅拌效果不好，可能使某些反应区域的反应非常剧烈，严重时会发生爆炸。由于搅拌的存在，使釜式反应器物料侧的给热系数增大，因此搅拌对传热过程也有影响。
3.轴封
用来防止釜的主体与搅拌轴之间的泄漏，为动密封结构。主要有填料密封和机械密封两种。
4.传热装置
化学反应需要维持在一定的温度下进行，在反应过程中常伴随着热效应的产生，因此搅拌釜式反应器需要配有传热装置。对于间歇反应过程，在反应未开始时，由于料液的初始温度与反应温度有较大的差别，应先对它进行加热或冷却，使之达到反应所需温度。当反应开始后，由于反应热效应的存在需要调整传热量的大小使反应仍然能够维持一定的反应温度。釜式反应器的传热，对于维持最佳的反应条件，取得最好的反应效果是很重要的。不良的传热不仅会影响反应效果，有时甚至引起爆炸。因此，反应器的传热操作对于维持化学反应顺利进行是极其重要的。
三、釜式反应器的传动装置及密封装置

一)传动装置
包括电机、减速器、联轴节和搅拌轴。此装置使搅拌器获得动能以强化液体流动。
二)密封装置
静止的搅拌釜封头和转动的搅拌轴之间设有搅拌轴密封装置，简称轴封，以防止釜内物料泄漏。用来防止釜的主体与搅拌轴之间的泄漏。轴封装置主要有填料轴封和机械密两种，还可用新型密封胶密封。
1.填料密封
填料箱出箱体、填料、衬套(或油环)、压盖和压紧螺栓等零件组成。旋紧螺栓时，压盖压缩填料（一般为石棉织物、并含有石墨或黄油作润滑剂)，填料变形紧贴公轴的表面上，从而起到密封作用。填料箱密封结构简单，填料装卸方便，但使用寿命较短，难免微量泄漏。
2.机械密封
机械密封(又称端面密封)由动环、静环、弹簧加荷装置(弹簧、蛹栓、螺母、弹簧座、弹簧压板)及辅助密封团四个部分组成。由于弹簧力的作用使动环紧紧压在静环上，当轴旋转时，弹簧座、弹簧、弹簧压板、动环等零件随轴一起旋转，而静环则固定在座架上静止不动，动环与静环相接触的环形密封端面阻止了物料的泄漏。机械密封结构较复杂，但密封效果甚佳。
四、釜式反应器实验装置的整体设计及原理解析

1.装置功能：
1)了解釜式反应器的工作原理。
2)学习反应釜的操作流程。
3)学习反应釜的温度、压力等控制方法。
2.设计参数：
1)搅拌电压：0—200V、转速: 0--1500 r/min。
2)操作压力：0-5MPa、操作温度：常温-200℃。
3.公用设施：
1)水：：装置冷凝器连接自来水。
2)电：电压AC220V，功率2.0KW，标准单相三线制。每个实验室需配置1~2个接地点（安全地及信号地）。
4.主要设备：
1)反应釜由电加热炉、反应装置、搅拌和传动系统，以及安全阀等组成。
2)304不锈钢搅拌反应器，反应釜容积1L，使用压力范围：常压-5MPa，最高使用温度200℃，釜盖上进气口配针型阀、取样口配针型阀、防爆口配安全阀。
3)压力控制采用304不锈钢调压阀。
4)釜加热炉功率：1.5KW，搅拌转速：0-1500r/min。
5)转子流量计LZB-3，测量范围：16-160ml/min，1台。
6)反应器内温度显示：宇电AI701，1台。
7)宇电AI518数字温度控制仪，1台。
8)搅拌速度传感器1台。
9)数字转速测定仪1台。
10)压力表量程为6MPa，1台。
11)计量泵功率30W；最大流量2L/h；冲程频率120r/ min；吸程2m。
12)电器：接触器、开关、漏电保护空气开关。
13)304不锈钢管路、管件及阀门。
14)304不锈钢仪表柜：测控、电器设备在实验架上。
15)304不锈钢材质框架1200*500*1600mm(长×宽×高)，带脚轮及禁锢脚。
5.测控组成：

五、总结：
釜式反应器应用于灰尘控制、气体冷却、金属表面处理、除油、水充气等。其转角90度结构设计、宽大的旋流腔减少和消除了阻塞现象。使得喷嘴能在低压下对液体进行良好的雾化作用，尤其是在要求快速热交换或要求有效的空悬液滴的冲击的应用中。喷射区域成环形，喷雾角度为40-90度之间。

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