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第六章 反应器 第一节 反应器的作用与分类 二、反应器的设计要求 第二节 反应器的结构 一、反应釜主要类型 1.搪瓷反应器 2、不锈钢反应釜 二、反应釜基本结构 筒体 传热装置 传动装置 搅拌装置 轴封装置 各种接管 1.筒体和传热装置 2.内筒的直径和高度及壁厚确定 3.夹套 4.蛇管 5.顶盖（上封头）6.筒体上的接管 第三节 反应釜搅拌装置 一、搅拌器类型 1.推进式搅拌器 2.桨式搅拌器 3.涡轮式搅拌器 4.锚式和框式及螺带式搅拌器 1.推进式搅拌器 2.桨式搅拌器 3.涡轮式搅拌器 二、搅拌器的标准及选用 1.搅拌器标准 2.搅拌器类型选择 三、搅拌轴 1.按强度条件计算搅拌轴的直径 2.按刚度条件计算搅拌轴直径 四、挡板与导流筒 1.挡板 2.导流筒 五、反应釜传动装置 1.电动机的选用 主要是确定电动机的系列、 功率、转速、安装方式及 防爆要求等几项内容。 Pe=（P+PS）/η 2.减速器的选用 3.机架 4.凸缘法兰 5.安装底盖 六、反应釜轴封装置 反应釜的密封有两种：一种是静密封，如法兰联接的密封；另一种是动密封，轴封属于动密封。反应釜中应用的轴封结构主要有两大类，填料箱密封和机械密封 (1)填料箱密封 填料密封的结构填料箱密封的结构大体如图所示，它是由衬套、填料箱体、填料环、压盖、压紧螺栓等组成。其密封的原理是：被装填在搅拌轴和填料函之间环形间隙中的填料，在压盖压力的作用下，沿搅拌轴表面会产生径向压紧力。 (2)机械密封 （2）机械密封的分类 单端面与双端面 大弹簧与小弹簧 （3）主要零部件 动环和静环 弹簧加荷装置 静密封元件 第五节其他类型的反应器 一、固定床反应器 1.固定床反应器结构及工作原理 定义*：凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作固定床反应器。 （1）固定床反应器基本形式 分为绝热式和换热式 绝热式固定床反应器在反应过程中，床层不与外界进行热量交换，其最外层为隔热材料层（耐火砖、矿渣棉、玻璃纤维等），常称作保温层，作用是防止热量的传出或传入，减少能量损失，维持一定的操作条件并起到安全防护的作用。 ①轴向绝热式 ②径向绝热式 ③列管式固定床反应器 （2）固定床反应器特点 优点： ①返混小，流体同催化剂可进行有效接触，当反应伴有串联副反应时也可得较高选择性； ② 催化剂机械损耗小； ③ 结构简单。 缺点： ①固定床中的传热较差； ②催化剂的再生、更换均不方便，催化剂的更换必须停产进行。 2.固定床反应器操作与维护 （1）温度调节 （2）催化剂器内再生操作 二、流化床反应器 1.流化床反应器结构及工作原理 　流体自上而下流过催化剂床层时，根据流体流速的不同，床层经历三个阶段： 固定床阶段：u0时，固体粒子不动，流体只能穿过静止颗粒之间的空隙而流动，床层压降随u增大而增大。 流化床阶段：umf：初始流化速度或临界流化速度。超过此值后，固体粒子悬浮在流体中做随机运动。 稀相输送床阶段：ut：带出速度。时,粒子被气流带走,床层上界面消失,u增大而压降有所下降。 流化床反应器结构  工业生产中常见流化床反应器形式 2.流化床的主要特点 优点： (1)从对催化剂的要求看，流化床可采用小颗粒且粒度范围较宽的催化剂，从而增大了气固相间的接触面积。 (2)从传热上看，催化剂颗粒之间、床层与器壁及换热器壁之间的给热系数大，传热速率加快，所需传热面积较小，床层温度均匀。 (3)从传质上看，由于催化剂颗粒和流体处于剧烈搅动状态，气固相界面不断更新，使传质系数增大；加之催化剂粒度小，单位体积催化剂具有很大的表面积，使传质速率加快。 (4)从操作上看，从床层中取出颗粒和加入新的颗粒都很方便，对于催化剂易于失活的反应，可使反应过程和催化剂再生过程连续化，且易于实现自动控制。 (5)从生产规模上看，流化床传热良好，设备结构简单，投资省，适合于大规模生产。 缺点： (1)由于颗粒的剧烈湍动，造成固体颗粒与流体的严重返混，导致反应物浓度下降，转化率下降。 (2)对气固流化床，常发生气体短路与沟流，严重降低了气固相接触效率，使反应转化率下降。 (3)催化剂颗粒之间的剧烈碰撞，造成催化剂破碎率增大，增加了催化剂的损耗，需增设回收装置。 (4)由于催化剂颗粒与器壁的剧烈碰撞，易于造成设备及管道的磨蚀，增大了设备损耗。 3.流化床的不正常现象 （1）腾涌 定义：聚式流化床中，气泡上升途中增至很大甚至于接近床径，使床层被分成数段呈活塞状向上运动，料层达到一定高度后突然崩裂，颗粒雨淋而下，这种现象