認(rèn)識(shí)釜式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和組成

化工設(shè)備使用與維護(hù)主講老師：任之光學(xué)校：湖北三峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院第五章反應(yīng)設(shè)備

子項(xiàng)目2認(rèn)識(shí)反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)【項(xiàng)目目標(biāo)】知識(shí)目標(biāo)：掌握反應(yīng)釜的基本結(jié)構(gòu)；掌握反應(yīng)釜各部件的名稱及用途。技能目標(biāo)：能拆裝反應(yīng)釜。攪拌式反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)攪拌式反應(yīng)釜主要由罐體、傳熱裝置、攪拌裝置、傳動(dòng)裝置構(gòu)成。一、釜體釜體由筒體、上封頭、下封頭組成，主要為物料反應(yīng)提供反應(yīng)空間。上封頭與筒體連接通過法蘭，有橢圓形蓋、平蓋、碟形蓋、錐形蓋，其中最常用的是橢圓形蓋。封頭上安裝各種工藝接管。1.進(jìn)料管

進(jìn)料管一般設(shè)在頂部，其下端一般成45°切口，以防物料沿壁面流動(dòng)。便于拆裝和清洗管子插入料液中，可避免飛濺和對(duì)液面的沖擊，還可起液封作用常用結(jié)構(gòu)2.出料管

出料管有上出料管和下出料管兩種。下出料管結(jié)構(gòu)

上出料管結(jié)構(gòu)

適用于粘性大或含有固體顆粒的介質(zhì)采用壓縮空氣或其他惰性氣體將物料從釜內(nèi)經(jīng)壓料管壓送到下一工序設(shè)備。二、傳熱裝置反應(yīng)釜上常用的傳熱裝置有夾套、蛇管、電感應(yīng)加熱、直接蒸汽加熱、外部換熱器加熱等方式。1.夾套結(jié)構(gòu)用焊接或法蘭連接的方式在容器的外側(cè)裝設(shè)各種形狀的結(jié)構(gòu)，使其與容器形成封閉的空間。夾套結(jié)構(gòu)有可拆結(jié)構(gòu)和不可拆結(jié)構(gòu)。

（a）可拆夾套結(jié)構(gòu)

（b）不可拆夾套結(jié)構(gòu)適用于夾套內(nèi)盛不清潔介質(zhì)，需要經(jīng)常清洗或需要經(jīng)常檢查內(nèi)筒外表面的場合適用于清潔流體不銹鋼碳鋼2.蛇管結(jié)構(gòu)當(dāng)反應(yīng)釜所需傳熱面積較大，而夾套傳熱不能滿足要求時(shí)，可增加蛇管傳熱。蛇管一般由無縫鋼管冷彎成螺旋形盤管，可采用單圈或同心圓組蛇管結(jié)構(gòu)。同心圓組結(jié)構(gòu)各圈蛇管間距t一般?。?~3d），各層蛇管的垂直距離h一般?。?.5~2d），d為蛇管外徑，蛇管最外圈直徑一般取小于筒體內(nèi)徑200~300mm。中心圓直徑較大、比較笨重或攪拌有振動(dòng)時(shí)，用支架固定蛇管U形螺栓固定用于劇烈振動(dòng)的場合適用于蛇管密排的攪拌設(shè)備適用于膨脹較大的場合適用于振動(dòng)較大和管徑較大的場合用于操作壓力不大及管徑較小的場合三、攪拌裝置

攪拌裝置的作用:對(duì)物料起剪切作用，使物料混和均勻,強(qiáng)化傳熱和傳質(zhì)。包括均相液體混合；液-液分散；氣-液分散；固-液分散；結(jié)晶；固體溶解；強(qiáng)化傳熱等軸向徑向切向攪拌液體的流動(dòng)模型液體在設(shè)備范圍內(nèi)作循環(huán)流動(dòng)的途徑稱作液體的“流動(dòng)模型”1、攪拌器形式槳式攪拌器、推進(jìn)式攪拌器、渦輪式攪拌器、框式和錨式攪拌器、螺旋式攪拌器、螺桿式和螺帶式攪拌器。其中槳式、推進(jìn)式、渦輪式、框式和錨式、螺旋式攪拌器應(yīng)用最廣泛。（a)槳式攪拌器(c)推進(jìn)式攪拌器(b)渦輪式攪拌器(e)平直葉渦輪圓盤(f)框式(g)錨式(h)螺帶式(i)螺桿式槳式攪拌器由槳葉、鍵、軸環(huán)、豎軸所組成。槳葉一般用扁鋼或不銹鋼或有色金屬制造。槳式攪拌器的轉(zhuǎn)速較低，一般為20～80r／min。槳式攪拌器直徑取反應(yīng)釜內(nèi)徑Di/3～2/3，槳葉不宜過長，當(dāng)反應(yīng)釜直徑很大時(shí)采用兩個(gè)或多個(gè)槳葉。應(yīng)用：1.液-液系中用于防止分離、使罐的溫度均一。固-液系中多用于防止固體沉降。

2.主要用于流體的循環(huán)，由于在同樣排量下，折葉氏比平葉式的功耗少，操作費(fèi)用低，故軸流槳葉使用較多。

3.也用于高粘流體攪拌，促進(jìn)流體的上下交換，代替價(jià)格高的螺帶式葉輪，能獲得良好的效果標(biāo)準(zhǔn)：HG/T3796.3-2006槳式攪拌器

推進(jìn)式攪拌器推進(jìn)式攪拌器（又稱船用推進(jìn)器）常用于低粘流體中。結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)式攪拌器有三瓣葉片，其螺距與槳直徑d相等。它直徑較小，d/D=1/4～1/3，葉端速度一般為7～10m/s，最高達(dá)15m/s。圖9-4推進(jìn)式攪拌器攪拌時(shí)——流體由槳葉上方吸入，下方以圓筒狀螺旋形排出，流體至容器底再沿壁面返至槳葉上方，形成軸向流動(dòng)，上下翻騰效果良好。特點(diǎn)——攪拌時(shí)流體的湍流程度不高，循環(huán)量大，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。循環(huán)性能好，剪切作用不大，屬于循環(huán)型攪拌器。應(yīng)用粘度低、流量大的場合，用較小的攪拌功率，能獲得較好的攪拌效果。主要用于液－液系混合、使溫度均勻，在低濃度固－液系中防止淤泥沉降等。改進(jìn)容器內(nèi)裝擋板、攪拌軸偏心安裝、攪拌器傾斜，可防止漩渦形成。渦輪式攪拌器分為圓盤渦輪攪拌器和開啟渦輪攪拌器；按照葉輪又可分為平直葉和彎曲葉。渦輪攪拌器速度較大，300～600r／min。渦輪攪拌器的主要優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)能量消耗不大時(shí)，攪拌效率較高，攪拌產(chǎn)生很強(qiáng)的徑向流。因此它適用于乳濁液、懸浮液等。渦輪式攪拌器框式攪拌器可視為槳式攪拌器的變形，其結(jié)構(gòu)比較堅(jiān)固，攪動(dòng)物料量大。如果這類攪拌器底部形狀和反應(yīng)釜下封頭形狀相似時(shí)，通常稱為錨式攪拌器?？蚴綌嚢杵髦睆捷^大，一般取反應(yīng)器內(nèi)徑的2/3～9/10，50～70r／min?？蚴綌嚢杵髋c釜壁間隙較小，有利于傳熱過程的進(jìn)行，快速旋轉(zhuǎn)時(shí)，攪拌器葉片所帶動(dòng)的液體把靜止層從反應(yīng)釜壁上帶下來；慢速旋轉(zhuǎn)時(shí)，有刮板的攪拌器能產(chǎn)生良好的熱傳導(dǎo)。這類攪拌器常用于傳熱、晶析操作和高粘度液體、高濃度淤漿和沉降性淤漿的攪拌?？蚴胶湾^式攪拌器螺帶式攪拌器，常用扁鋼按螺旋形繞成，直徑較大，常做成幾條緊貼釜內(nèi)壁，與釜壁的間隙很小，所以攪拌時(shí)能不斷地將粘于釜壁的沉積物刮下來。螺帶的高度通常取罐底至液面的高度。螺帶式攪拌器和螺桿式攪拌器的轉(zhuǎn)速都較低，通常不超過50r/min，產(chǎn)生以上下循環(huán)流為主的流動(dòng)，主要用于高粘度液體的攪拌。螺帶式攪拌器和螺桿式攪拌器3.攪拌附件為了改善反應(yīng)釜內(nèi)流體的流動(dòng)狀態(tài)，常在罐內(nèi)增設(shè)擋板和導(dǎo)流筒等附件。⑴擋板擋板可以增大被攪動(dòng)液體的湍流程度，防止“打旋”，從而改善攪拌效果。常用于推進(jìn)式、渦輪式、漿式攪拌器。安裝方式有豎和橫兩種，常用豎擋板；當(dāng)黏度較高的時(shí)候，使用橫擋板。流體粘度較小時(shí)，擋板緊貼內(nèi)壁安裝流體粘度較大或含有固體顆粒時(shí)，擋板應(yīng)與壁面保持一定距離也可傾斜一定角度

⑵導(dǎo)流筒結(jié)構(gòu)—a.上下開口圓筒，安裝于容器內(nèi)

b.通常導(dǎo)流筒上端低于靜液面，筒身上開孔或槽，當(dāng)液面降落后流體仍可從孔或槽進(jìn)入導(dǎo)流筒。

c.導(dǎo)流筒將攪拌容器截面分成面積相等的兩部分，導(dǎo)流筒直徑約為容器直徑的70%。

d.當(dāng)攪拌器置于導(dǎo)流筒之下，且容器直徑又較大時(shí)，導(dǎo)流筒的下端直徑應(yīng)縮小，使下部開口小于攪拌器的直徑。作用—a.導(dǎo)流，可以為流體限定一個(gè)流動(dòng)路線，防止短路

b.使筒內(nèi)液體攪拌程度提高→混合效率提高

c.迫使流體高速流過加熱面→利于傳熱渦輪式或槳式攪拌器導(dǎo)流筒置于槳葉的上方(b)推進(jìn)式攪拌器導(dǎo)流筒套在槳葉外面，或略高于槳葉四、傳動(dòng)裝置

為了使攪拌裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，需要有動(dòng)力和傳動(dòng)裝置。傳動(dòng)裝置包括電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、聯(lián)軸器及機(jī)架。通常設(shè)在反應(yīng)器的頂部，一般采用立式布置。電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速機(jī)減速后，通過聯(lián)軸器帶動(dòng)攪拌裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)支撐在機(jī)架上，機(jī)架固定在封頭上的底座上。電動(dòng)機(jī)減速機(jī)聯(lián)軸器機(jī)架軸封裝置底座上封頭攪拌軸電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)一般與減速機(jī)配套使用；根據(jù)選定的減速機(jī)選用配套的電動(dòng)機(jī)。常用電動(dòng)機(jī)有Y系列普通電機(jī)、YA系列增強(qiáng)型電機(jī)、YB系列防爆型電機(jī)等。選用時(shí)查有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。減速機(jī)減速機(jī)作用：傳遞運(yùn)動(dòng)和改變轉(zhuǎn)動(dòng)速度，以滿足工藝條件要求。減速機(jī)常用類型有立式擺線針輪減速機(jī)（HG5—745—78）、立式LC型兩級(jí)齒輪減速機(jī)（HG5—746—78）、立式P型V型帶減速機(jī)（HG5—747—78）、圓弧圓柱蝸桿式減速器（HG5—744—78）。制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)系列，選用時(shí)可根據(jù)傳動(dòng)比、轉(zhuǎn)速、功率、效率及減速機(jī)特點(diǎn)等因素，選定合適的型號(hào)，外購即可。聯(lián)軸器聯(lián)軸器是將兩個(gè)獨(dú)立設(shè)備的軸牢固地連在一起，以傳遞運(yùn)動(dòng)和功率。結(jié)構(gòu)分剛性連接和彈性連接凸半聯(lián)軸器凹半聯(lián)軸器橡膠塊剛性聯(lián)軸器彈性聯(lián)軸器安裝被連接的軸要安裝在同一軸心上；另外要求傳動(dòng)中的一方工作中有振動(dòng)、沖擊，盡