化工设备基础13-7章

1、第七章 搅拌反应釜1概述2筒体和传热装置3反应釜搅拌装置4反应釜传动装置5反应釜轴封装置一、反应釜的作用一、反应釜的作用1 1概述概述充分搅拌介质；充分搅拌介质；强化传热效果和相间传质；强化传热效果和相间传质；气体在液相中均匀分散；气体在液相中均匀分散；固体颗粒在液相中均匀悬浮；固体颗粒在液相中均匀悬浮；使不相容的另一液相均匀悬浮或充分乳化。使不相容的另一液相均匀悬浮或充分乳化。 二、二、反应釜的设计反应釜的设计工艺设计工艺设计机械设计机械设计反应釜所需容积反应釜所需容积传热面积及构成形式传热面积及构成形式搅拌器形式和功率、转速搅拌器形式和功率、转速管口方位布置管口方位布置确定反应釜的结构形式

2、和尺寸确定反应釜的结构形式和尺寸进行筒体、夹套、封头、搅进行筒体、夹套、封头、搅拌轴等构件的强度校核拌轴等构件的强度校核根据工艺条件选用搅拌装置根据工艺条件选用搅拌装置根据工艺条件选用轴封装置根据工艺条件选用轴封装置根据工艺条件选用传动装置根据工艺条件选用传动装置三、搅拌反应釜的总体结构三、搅拌反应釜的总体结构 主要由筒体、传热装置、主要由筒体、传热装置、传动装置、轴封装置和各传动装置、轴封装置和各种接管组成。种接管组成。2 2筒体和传热装置筒体和传热装置 釜体的内筒一般为钢制圆筒，椭圆形封头。釜体的内筒一般为钢制圆筒，椭圆形封头。 常用的传热装置有夹套结构的壁外传热和釜常用的传热装置有夹套结

3、构的壁外传热和釜内装设换热管传热两种形式。内装设换热管传热两种形式。外部热交换型反应操作外部热交换型反应操作 原料 冷却水 夹套 产物 一、内筒的直径和高度及壁厚的确定一、内筒的直径和高度及壁厚的确定为了满足介质反应所需空间，工艺计算已确定了反应为了满足介质反应所需空间，工艺计算已确定了反应所需得容积所需得容积V0，在实际操作时，在实际操作时，反应介质可能产生泡沫或反应介质可能产生泡沫或呈现沸腾状态，故筒体的呈现沸腾状态，故筒体的实际容积实际容积V应大于所需容应大于所需容积积V0，这种差异用装料系这种差异用装料系数数来考虑，来考虑，0VV（1 1） 釜体的实际容积由圆筒部分的容积和底封头釜体的

4、实际容积由圆筒部分的容积和底封头的容积构成，若将封头容积忽略不计，则筒体容的容积构成，若将封头容积忽略不计，则筒体容积：积： 搅拌器的功率消耗与搅拌桨直径的搅拌器的功率消耗与搅拌桨直径的5次方成正次方成正比。若高度增加比。若高度增加-直径增加直径增加-不利于传热；不利于传热； 若釜体过高若釜体过高-搅拌轴加长搅拌轴加长-增加轴刚度和增加轴刚度和强度强度-多设桨层多设桨层-费用增加。费用增加。2344iiiHVD HDD（2 2）将（将（1 1）式代入（）式代入（2 2）式得：）式得：034iiVDHD02244iiVVHDD（3 3）iiHDHD（4 4）二、夹套二、夹套 夹套是搅拌反应釜最常

5、用的传热结构，由夹套是搅拌反应釜最常用的传热结构，由圆柱形壳体和底封头组成。圆柱形壳体和底封头组成。 夹套与内筒的连接有可拆连接和不可拆连夹套与内筒的连接有可拆连接和不可拆连接（焊接）两种。接（焊接）两种。 可拆连接结构用于操作条件较差，或要求可拆连接结构用于操作条件较差，或要求进行定期检查内筒外表面和需经常清洗夹套的进行定期检查内筒外表面和需经常清洗夹套的场合；不可拆连接主要用于碳钢制反应釜。场合；不可拆连接主要用于碳钢制反应釜。三、蛇管三、蛇管 如所需传热面积较大，夹套传热不能满足要如所需传热面积较大，夹套传热不能满足要求或不宜采用夹套传热时，可采用蛇管传热。求或不宜采用夹套传热时，可采用

6、蛇管传热。 四、顶盖四、顶盖 反应釜的顶盖（上封头）为满足装拆需要做反应釜的顶盖（上封头）为满足装拆需要做成可拆式的。通过法兰将顶盖与筒体相连，带有成可拆式的。通过法兰将顶盖与筒体相连，带有夹套的反应釜，其接管口大多开设在顶盖上。反夹套的反应釜，其接管口大多开设在顶盖上。反应釜的传动装置也直接支撑在顶盖上。应釜的传动装置也直接支撑在顶盖上。五、筒体的上接管五、筒体的上接管 反应釜筒体的接管有：进料管和排除管；人反应釜筒体的接管有：进料管和排除管；人孔和手孔；视镜；温度计接口；安全装置接管等。孔和手孔；视镜；温度计接口；安全装置接管等。搅拌的目的：使物料充分混合、增强物料分子碰搅拌的目的：使物料

7、充分混合、增强物料分子碰 撞、加快反应速率、强化传质与传热撞、加快反应速率、强化传质与传热 效果、促进化学反应。效果、促进化学反应。搅拌装置包括：搅拌装置包括：搅拌器、搅拌轴、支撑结构以及挡搅拌器、搅拌轴、支撑结构以及挡 板、导流筒等部件。板、导流筒等部件。 一、搅拌器的类型：推进式搅拌器，桨式搅拌器，一、搅拌器的类型：推进式搅拌器，桨式搅拌器，涡轮式搅拌器、钢制框架式搅拌器。涡轮式搅拌器、钢制框架式搅拌器。 二、搅拌器已经标准化：结构形式、基本参数和二、搅拌器已经标准化：结构形式、基本参数和尺寸的技术要求、图纸目录等三部分。尺寸的技术要求、图纸目录等三部分。 三、搅拌轴：连接减速机和搅拌器而

8、传递动力的构三、搅拌轴：连接减速机和搅拌器而传递动力的构件，属于非标准，需自行设计。件，属于非标准，需自行设计。四、挡板和导流筒四、挡板和导流筒 挡板的作用：使流体的切向流动转变为轴向挡板的作用：使流体的切向流动转变为轴向与径向流动，同时增大液体的湍动程度，从而改与径向流动，同时增大液体的湍动程度，从而改善搅拌效果。善搅拌效果。 导流筒的作用：使搅拌器排出的液体在导流导流筒的作用：使搅拌器排出的液体在导流筒内部和外部形成上下循环的流动，以增加流体筒内部和外部形成上下循环的流动，以增加流体湍动程度，减少短路机会，增加循环流量和控制湍动程度，减少短路机会，增加循环流量和控制流型。流型。4 4 反应釜的传动装置反应釜的传动装置 反应釜传动装置包括电反应釜传动装置包括电动机、减速器、支架、连轴动机、减速器、支架、连轴器、搅拌轴等。器、搅拌轴等。 传动装置的作用是将电传动装置的作用是将电动机的转速，通过减速器，动机的转速，通过减速器，调整至工艺要求所需的搅拌调整至工艺要求所需的搅拌转速，再通过联轴器带动搅转速，再通过联轴器带动搅拌轴旋转，从而带动搅拌器拌轴旋转，从而带动搅拌器工作。工作。5 5 反应釜的轴封装置反应釜的轴封装置 反应釜传的密封油各种接管的静密封，和反应釜传的密封油各种接管的静密封，和搅拌轴与顶盖之间的动密