化工机械结构原理电子课件及素材教学课件作者朱方鸣24330第十三章反应设备课件.ppt

单段绝热式反应器 * * 【知识目标】了解反应器类型；搅拌反应釜结构组成及各部分作用、搅拌反应釜各组件的类型和选用；固定床反应器、流化床反应器、管式裂解炉结构特点和应用情况。 【能力目标】能正确选择搅拌反应釜内部构件；根据具体工艺条件能够选择合适反应器类型。 第十三章 反应设备 一、总体结构中的主要部件及其用途 搅拌反应釜广泛应用于化工、轻工、化纤、医药等工业。在一定的压力和温度下，将两种或多种物料搅拌混合，促进其化学反应。 搅拌反应釜主要由以下几部分组成： 1、釜体——为物料进行化学反应提供一定的空间。 2、传热装置——釜体外部或内部设置的加热或冷却装置。 3、搅拌装置——将各种物料充分搅拌，混合均匀，以加速反应。 4、轴封装置——搅拌轴伸出封头处密封，防止介质泄漏或空气漏入。 5、其它结构——人孔、手孔、各种接管、温度计、压力表、视镜、安全泄放装置等。 第一节 搅拌反应釜 反应釜结构 1一传动装置；2一封头；3一釜体；4一搅拌装置；5一夹套；6一工艺接管；7一支座；8一联轴器；9一人孔；10一密封装置；11一蒸汽接管；12一减速器支架 二、传热装置 1、夹套传热及其结构——在釜体外侧以焊接或法兰连接的方法装设各种形状的外套，使其与釜体外表面形成密闭的空间，在此空间内通入载热流体，以加热或冷却物料。 常用整体夹套结构： a型用于需要加热面积不大的场合； b型为常用典型结构；c型分段夹套；d型为全包式夹套，有最大的传热面积。 整体夹套与筒体的连接方式有可拆卸式和不可拆卸式两种。 不可拆卸式夹套的结构简单，密封可靠。 a是碳钢夹套直接和碳钢的釜体焊接；b、c是不锈钢釜体配碳钢夹套；d用于釜体较长的场合；e的夹套直接焊在法兰上。 如果釜体与夹套用不同材料制造，两者材料又不能用焊接方法连接，或者因反应操作条件恶劣要求定期检查釜体表面时，应采用可拆式连接。 整体夹套的压力一般不能超过1Mpa，反应釜直径较大或传热介质压力较高时，可采用焊接半圆管夹套，型钢夹套或蜂窝夹套。 夹套底部常用的封闭结构 整体夹套反应釜 半圆管夹套反应釜 外螺旋夹套反应釜 2、蛇管传热及其结构——当夹套传热不能满足要求时可在釜体内采用蛇管传热结构。要求传热面积很大时可以制成几个并联的同心圆蛇管组。 如果蛇管的中心圆直径较小或圈数不多、重量不大时可以利用蛇管进出口接管固定在顶盖上，不另设支架固定蛇管。当蛇管中心圆直径较大、比较笨重或搅拌有振动时，则需要装支架以增加蛇管的刚性。 蛇管的进出口一般都设置在顶盖上，有可拆结构和固定结构两类，可拆结构用于蛇管需要经常拆卸清洗的场合；固定结构蛇管与封头可以一起抽出。 螺旋式蛇管 竖式蛇管 同心圆蛇管组 （一）常用搅拌器型式 1、桨式搅拌器——桨叶用扁钢制造，当搅拌物料对钢材有显著腐蚀时，桨叶可用合金钢或有色金属制做，也可以采用钢制外包橡胶或环氧树脂、酚醛玻璃布等。 桨叶形式可分为平直叶和折叶两种。 平直叶叶面与旋转方向互相垂直，主要使物料产生切线方向的流动。 折叶叶面与旋转方向成一倾斜角度（一般为45o或60o），可使介质轴向流动。 料液层比较高时常装有几层桨叶，相邻两层桨叶常交叉成90o安装。 三、搅拌器的型式及选型 桨式搅拌器 1—桨叶；2—键；3—轴环；4—竖轴 2、框式和锚式搅拌器 框式搅拌器由桨式演变而成，两层水平桨叶用铅垂桨叶联成刚性框架，其结构比较坚固。当搅拌器底部形状和釜体下封头的形状相似时，就成为锚式搅拌器。 桨叶用扁钢制造居多，当搅拌有腐蚀性的物料时，可在其外表面进行搪瓷、覆胶或覆盖其它保护层。 框式、锚式搅拌器的转速也不高，一般20～100r/min。线速度为1.0～5.0m/s 。 框式搅拌器 锚式搅拌器 推进式搅拌器 3、推进式搅拌器——也称旋桨式，常为整体铸造，也可采用焊接或钢板铆接。搅拌器用轴套、平键和紧定螺钉与轴连接。 推进式搅拌器能使物料在反应釜内作循环流动，搅拌效果较好。 4、涡轮式搅拌器——有开启式和圆盘式。桨叶又分为平直叶、弯叶和折叶。 开启式涡轮搅拌器的桨叶由扁钢和轴套焊接而成，圆盘涡轮式搅拌器由桨叶和圆盘焊接或以螺丝栓联接而成。 这类搅拌器和推进式搅拌器相似，搅拌速度也较高，约为10～300r/min，搅拌器直径约取反应釜筒体内径的1/3，叶数以6叶为好，桨叶的厚度一般由强度计算确定。 开启平直叶涡轮式 开启弯叶涡轮式 开启折叶涡轮式 圆盘平