反应器:化工工艺的重要一环,其为各类化学反应提供所需的物理空间及条件,是实现化学过程不可或缺的装备。化工厂内的反应器,形态多样,针对不同的工艺需求设计制造。
釜式反应器,亦称槽式或锅式反应器,其工作原理如下所述:
一、釜式反应器的分类及其特点
1. 水加热反应釜:
当对温度要求不甚严格时,可采用水作为加热介质。其加热系统分为敞开式和密闭式,前者结构简单,但需注意设备机械强度在高压力水的作用下需足够强大。
2. 蒸汽加热反应釜:
在温度低于100℃时,可使用常压蒸汽;当温度在100-180℃范围内,则选用饱和蒸汽;对于更高温度的需求,则采用高压过热蒸汽。
3. 其他介质加热的反应釜:
如需在高温环境下操作或避免使用高压加热系统,可选用其他介质如矿物油、联苯醚混合剂、熔盐、液态铅等。
4. 电加热反应釜:
通过电阻丝或特设绝缘体上的电热元件来为反应提供热量。此法设备轻便,温度调节容易,且无需额外设施如泵、炉子、烟囱等,操作简便,危险性低。但其热效率较低,通常适用于加热温度在400℃以下且电能价格低廉的场合。
根据材质的不同,反应釜还有碳钢、不锈钢、搪玻璃、钢衬等多种类型。
碳钢反应釜适用于无腐蚀性液体的环境;而不锈钢反应釜则因其优良的机械性能、耐热性能、耐磨腐蚀性能及传热效果而被广泛应用。搪玻璃反应釜则是将玻璃牢固地密着于金属表面,兼具玻璃的稳定性和金属的强度。钢衬反应釜则是以钢材为基体进行衬里,以应对腐蚀介质、高温或低温介质等条件。
二、釜式反应器的结构解析
釜式反应器主要由釜体、传热装置、搅拌装置、传动装置、轴封装置及各种工艺接管组成。其中:
釜体:为反应提供所需空间,其形状及尺寸根据具体工艺需求设计。
传热装置:确保反应在所需的温度下进行,可采取夹套传热、蛇管传热、列管传热、外部循环式传热及回流冷凝式传热等多种方式。
搅拌装置:推动液料运动,维持流体流动状态,以达到搅拌的目的。其选型需根据物料的粘度及搅拌目的来确定。
传动装置:为搅拌提供动力,通常采用电动机和减速机组合来实现。