单元反应设备及操作技术-管式反应器

项目八单元反应设备及操作技术0702-2-1管式反应器类型及结构形式能力目标知识目标素质目标1.能掌管式反应器及相关计算2.能掌握管式反应器的特点并加以应用1管式反应器类型，结构形式，计算及特点

1.养成良好工作作风2.培养团队协作意识1.明确的目标2.管式反应器的基本结构管式反应器是一种呈管状、长径比很大可连续操作的由多根细管串联或并联而构成的一种反应器。是一种适用于气体和液体、液体和液体的反应的设备，还可用于腐蚀性物料的稀释。3.管式反应器的计算这里主要讨论恒容过程管式反应器体积的计算。在管式反应器内，因反应物的浓度沿物料流动方向而变化，反应器内不同截面上的反应速度也必然随之变化，故在进行反应器的体积计算时，需要对微元反应体积作某一反应组分的物料衡算。3.管式反应器的计算3.管式反应器的计算D直管式反应器B多管反应器C盘管式反应器AU形管式反应器4.管式反应器的分类

(1)水平管式反应器(a)结构类似单程套管换热器；(b)结构由无缝管与U型管连接而成，类似多程套管换热器。(a)(b)4.管式反应器——直管式反应器此类反应器是进行气相或液相均相反应常用的一种管式反应器，这种结构易于加工制造和检修。（2）立管式反应器（a）为单程式立管式反应器；（b）为夹套式立管式反应器，其特点是将一束立管安装在一个加热套筒内，以节省地面。4.管式反应器——直管式反应器立管式反应器被应用于液相氨化反应、液相加氢反应、液相氧化反应等工艺中。

盘管式反应器是将管式反应器做成盘管的形式，设备紧凑，节省空间，但检修和清刷管道比较麻烦。盘管式反应器由许多水平盘管上下重叠串联而成。每一个盘管是由许多半径不同的半圆形管子相连接成螺旋形式，螺旋中央留出φ400mm的空间，便于安装和检修。4.管式反应器——盘管式反应器多管式反应器的传热面积较大，可适用于热效应较大的均相反应过程。多管式反应器的反应管内还可充填固体颗粒，以提高液体湍动或促进非均相流体的良好接触，并可用来贮存热量使反应器温度能够更好的控制，亦可适用于气-固、液-固非均相催化反应过程。4.管式反应器——多管反应器通常按管式反应器管道的连接方式的不同，把管式反应器分为多管串联管式反应器和多管并联管式反应器多管串联管式多管并联管式

上图是一种内部设有搅拌和电阻加热装置的U形管式反应器。U形管式反应器的管内设有挡板或搅拌装置，以强化传热与传质过程。4.管式反应器——U形管式反应器U形管的直径大，物料停留时间增长，可以应用于反应速率较慢的反应。A由于反应物的分子在反应器内停留时间相等，所以在反应器内任何一点上的反应物浓度和化学反应速度都不随时间而变化，只随管长变化。B管式反应器的单位反应器体积具有较大的换热面，特别适用于热效应较大的反应。C由于反应物在管式反应器中反应速度快、流速快，所以它的生产率高。D管式反应器适用于大型化和连续化的化工生产。E和釜式反应器相比较，其返混较小，在流速较低的情况下，其管内流体流型接近于理想置换流。5.管式反应器的特点操作为连续进料和连续出料A在恒定温度、压力和流量时，反应器内任一截面上的物料组成不随时间变化，但不同截面上的物料组成不同B当处理量大时管内物料通常处于高度湍流状态，各物料微团在反应器内的停留时间大致相同C连续操作管式反应器既可用于均相反应，也可用于非均相反应。6.连续操作管式反应器的特点（一）作业

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