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釜式反应器的结构¢釜式反应器的结构¢釜式反应器的釜体è釜式反应器的结构釜式反应器是生产中广泛采用的反应器。它可用来进行均相反应，也可用于以液相为主的非均相反应。如非均相液相、液固相、气液相、气液固相等。釜式反应器的结构,主要由壳体、搅拌装置、轴封和换热装置四大部分组成。¢釜式反应器的壳体结构釜式反应器的壳体结构包括筒体、底、盖（或称封头）、手孔或人孔、视镜及各种工艺接管口等。Ø筒体：圆筒形a.作用：主要用来提供容积，是完成介质的物理、化学反应的容器。b.筒体一般按外压容器考虑。原因（1）搅拌釜通常适用于低压或常压反应（2）筒体外夹套内通常通水蒸气作为热源a)外压容器的稳定性（1）、外压容器（圆筒）的失稳：在外压作用下，圆筒体失去原来形状而被压瘪的现象。（2）、失效形式有两种：①一种是因强度不够而破裂；②另一种是因刚度不够而失稳。（3）、影响临界压力Pcr的因素：①与圆筒的几何尺寸有关L/Do一定时，δe/Do大者pcr高；δe/Do一定时，L/Do小者pcr高；δe/Do和L/Do相同时，有加强圈者pcr高；②与材料的性能有关材料的弹性模量E大者，pcr高；③筒体不圆度大及材料的不均匀，都会使pcr降低。（4）、提高稳定性的方法：增加厚度或缩短圆筒计算长度。（5）、外压容器的压力试验①外压容器和真空容器以内压进行压力试验。②外压容器和真空容器的试验压力：液压试验：pT=1.25p式中：pT—试验压力，MPa；气压试验：pT=1.15pp—设计压力，MPa。③外压容器压力试验的试验介质、温度和试验方法等其它要求与内压容器的压力试验相同。釜式反应器的结构¢釜式反应器的釜体b)内压容器的强度（1）弹性失效观点认为：壳体内壁的金属纤维超过该材料的实际屈服点（即丧失弹性进入塑性）时，就认为该容器已经失效而不能使用。（2）满足内压容器的强度：σt≤[σ]tΦ[σ]t—设计温度下圆筒材料的许用应力，MPa；Φ—焊接接头系数；c)内压容器的压力试验①压力试验的目的：验证超过工作压力条件下密封结构的严密性；验证超过工作压力条件下焊缝致密不漏；检验强度。②压力试验有两种，液压试验和气压试验。d)致密性试验① 符合下列情况时，容器应考虑进行致密性试验： 介质为易燃、易爆；介质为极度危害或高度危害时； 对真空有较严格要求时；如有泄漏将危及容器的安全性（如衬里等）和正常操作者。②致密性试验方法有：气密性试验、煤油渗漏试验和氨渗漏试验方法等c.壳体的材质壳体的材质主要为钢制反应釜、铸铁反应釜及搪玻璃反应釜。a)最常见的钢制反应釜的材料为Q235A（或容器钢）。钢制反应釜的特点是制造工艺简单、造价费用较低，维护检修方便，使用范围广泛，因此，化工生产普遍采用。由于材料Q235A不耐酸性介质腐蚀，常用的还有不锈钢材料制的反应釜，可以耐一般酸性介质。经过镜面抛光的不锈钢制反应釜还特别适用于高粘度体系聚合反应。b)铸铁反应釜在氯化、磺化、硝化、缩合、硫酸增浓等反应过程中使用较多。c)搪玻璃反应釜性能如下：①耐腐蚀性能耐大多数无机酸、有机酸、有机溶剂等介质的腐蚀。搪玻璃设备不宜用于下列介质的储存和反应：任何浓度和温度的氢氟酸；PH＞12且温度大于100℃的碱性介质；温度大于180℃、浓度大于30%的磷酸；酸碱交替的反应过程；含氟离子的其他介质。②耐热性：允许在-30～+240℃范围内使用③耐冲击性，耐冲击性较小。Ø封头平面形：适用于常压或压力不高时；碟形：应用较广。球形：适用于高压场合；椭圆形：应用较广。锥形：适用于反应后物料需要分层处理的场合。Ø手孔、人孔：安装和检修设备的内部构件。Ø视镜:观察设备内部物料的反应情况，也作液面指示用Ø安全装置:安全阀和爆破膜Ø其它工艺接管:Ø进料管、出料管、仪表接管釜式反应器的结构¢釜式反应器的搅拌器è釜式反应器的搅拌器¢搅拌目的使物料混和均匀,强化传热和传质。包括均相液体混合；液-液分散；气-液分散；固-液分散；结晶；固体溶解；强化传热等¢搅拌液体的流动模型液体在设备范围内作循环流动的途径称作液体的“流动模型”，简称“流型”。(a)轴向流(b)径向流(c)切线流打漩现象¢常用搅拌器的型式、结构和特点在化学工业中常用的搅拌装置是机械搅拌装置，典型的机械搅拌装置包括1、搅拌器：包括旋转的轴和装在轴上的叶轮；2、辅助部件和附件：包括密封装置、减速箱、搅拌电机、支架、挡板和导流筒等。搅拌器是实现搅拌操作的主要部件，其主要的组成部分是叶轮，它随旋转轴运动将机械能施加给液体，并促使液体运动。Ø桨式搅拌器由桨叶、键、轴环、竖轴所组成。桨叶一般用扁钢或不锈钢或有色金属制造。桨式搅拌器的转速较低，一般为20～80r／min。桨式搅拌器直径取反应釜内径Di/3～2/3，桨叶不宜过长，当反应釜直径很大时采用两个或多个桨叶。桨式搅拌器适用于流动性大、粘度小的液体物料，也适用于纤维状和结晶状的溶解液，物料层很深时可在轴上装置数排桨叶。Ø涡轮式搅拌器涡轮式搅拌器分为圆盘涡轮搅拌器和开启涡轮搅拌器；按照叶轮又可分为平直叶和弯曲叶。涡轮搅拌器速度较大，300～600r／min。涡轮搅拌器的主要优点是当能量消耗不大时，搅拌效率较高，搅拌产生很强的径向流。因此它适用于乳浊液、悬浮液等。Ø推进式搅拌器推进式搅拌器，搅拌时能使物料在反应釜内循环流动，所起作用以容积循环为主，剪切作用较小，上下翻腾效果良好。当需要有更大的流速时，反应釜内设有导流筒。推进式搅拌器直径约取反应釜内径Di的1/4～1/3，300～600r／min，搅拌器的材料常用铸铁和铸钢。Ø框式和锚式搅拌器框式搅拌器可视为桨式搅拌器的变形，其结构比较坚固，搅动物料量大。如果这类搅拌器底部形状和反应釜下封头形状相似时，通常称为锚式搅拌器。框式搅拌器直径较大，一般取反应器内径的2/3～9/10，50～70r／min。框式搅拌器与釜壁间隙较小，有利于传热过程的进行，快速旋转时，搅拌器叶片所带动的液体把静止层从反应釜壁上带下来；慢速旋转时，有刮板的搅拌器能产生良好的热传导。这类搅拌器常用于传热、晶析操作和高粘度液体、高浓度淤浆和沉降性淤浆的搅拌。Ø螺带式搅拌器和螺杆式搅拌器螺带式搅拌器，常用扁钢按螺旋形绕成，直径较大，常做成几条紧贴釜内壁，与釜壁的间隙很小，所以搅拌时能不断地将粘于釜壁的沉积物刮下来。螺带的高度通常取罐底至液面的高度。螺带式搅拌器和螺杆式搅拌器的转速都较低，通常不超过50r/min，产生以上下循环流为主的流动，主要用于高粘度液体的搅拌。¢搅拌附件搅拌附件通常指在搅拌罐内为了改善流动状态而增设的零件，如挡板、导流筒等。1、挡板：目的是为了消除切线流和“打漩”。一般为2-4块，且对于低速搅拌高粘度液体的锚式和框式搅拌器安装挡板无意义。2、导流筒：目的是控制流型（加强轴向流）及提高混合效果。不同型式的搅拌器的导流筒安置方位不同。¢搅拌器的选型主要根据物料性质、搅拌目的及各种搅拌器的性能特征来进行。Ø按物料粘度选型对于低粘度液体，应选用小直径、高转速搅拌器，如推进式、涡轮式；对于高粘度液体，就选用大直径、低转速搅拌器，如锚式、框式和桨式。Ø按搅拌目的选型（1）对低粘度均相液体混合，主要考虑循环流量，各种搅拌器的循环流量按从大到小顺序排列：推进式、涡轮式、桨式。（2）对于非均相液-液分散过程，首先考虑剪切作用，同时要求有较大的循环流量，各种搅拌器的剪切作用按从大到小的顺序排列：涡轮式、推进式、桨式。è思考与讨论¢对于如下情况，如何选择搅拌器？¢气-液分散过程¢固体悬浮操作¢固体溶解过程¢结晶过程¢以传热为主的搅拌操作釜式反应器的结构¢搅拌电机及安全用电常识¢传动及变速¢搅拌轴的密封形式è搅拌电机及安全用电常识¢搅拌电机常采用小功率三相异步电动机电机外形常见电动机的转速表名称极对数P极数2Pn0r/minnNr/min二极电机1230002880四极电机2415001440六极电机361000960接线盒Y形△形U1V1W1W2U2V2U1V1W1W2U2V2Y形采用直接起动或变频控制¢鼠笼式电动机控制电路显示保护M3~KM电气图电源水平线动力垂直线控制依次序源、控、显、保PEQSFUKMFRFRSB2SB1KM控制电路的基本法则Ø自锁保护：自保自常开（并联）；Ø联锁保护：联锁它常闭（串联）。Ø启动用常开；停止用常闭。Ø多地控制：启动并联常开；停止串联常Ø闭；按钮联锁较灵活；双重联锁最保险。安全用电Ø危害频率：25—300Hz。Ø危害部位：心、脑、中枢。Ø人体电阻：800Ω—数万不等。Ø安全电压是36V以下，潮湿、有导电条件的地方Ø可规定为24V和12V。电流（mA）作用的特征50～80Hz交流电（有效值）直流电0.6～1.5开始有感觉，手轻微颤抖没有感觉2～3手指强烈颤抖没有感觉5～7手指痉挛感觉痒和热8～10手已较难摆脱带电体，手指尖至手腕均感剧痛热感觉较强，上肢肌肉收缩50～80呼吸麻痹，心室开始颤动强烈的灼热感，上肢肌肉强烈收缩痉挛，呼吸困难90～100呼吸麻痹，持续时间1s以上则心脏麻痹，心室颤动呼吸困难300持续0.1s以上可知心跳、呼吸停止，机体组织可因电流的热效应而破坏保护接地与保护接零接地Re4Ω。R人=800Ω。人体安全。ReR人保护接零：不许混用接地保护接零：R人R0N漏电保护自动开关由电流互感器和脱扣器组成：φ电器安全用电知识不要触摸低压带电体；不要接近高压带电体。有事找电工，切莫瞎摆弄。有人触电后：先断电、再解救。人工呼吸每分15次。心脏按摩每分60次。è传动及变速¢传动传动的方式有带传动、齿轮传动、蜗杆传动。Ø带传动：由主动带轮、从动带轮和紧套在两带轮上的传动带所组成，利用传动带把主动轴的运动和动力传递给从动轴。Ø带传动的类型:一般分为圆带传动、平带传动、V带传动、同步带传动等Ø带传动的特点传动平稳无噪声;起到过载安全保护;成本低，维护方便可用于两轴中心距较大的场合不能保证恒定的传动比;带的寿命较短，传动效率较低不宜用于易燃烧和有爆炸危险的场合¢带传动1、齿轮传动：由主动齿轮和从动齿轮组成，依靠轮齿的直接啮合而工作。2、齿轮传动的类型平行轴传动：直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、人字齿轮相交轴传动：直齿锥齿轮、曲齿锥齿轮交错轴传动：交错轴斜齿轮、蜗杆传动3、齿轮传动的特点传递的功率和圆周速度范围较大瞬时传动比恒定，传动平稳能实现两轴任意角度的传动效率高，寿命长结构紧凑，外廓尺寸小制造、安装、维护的要求较高，成本较高工作时有噪声，精度较低的传动会引起一定的振动¢齿轮传动1、蜗杆传动：由蜗杆和蜗轮组成，用于传递空间两交错轴之间的运动和动力，蜗杆主动，蜗轮从动。2、蜗杆传动的类型圆柱蜗杆传动：普通圆柱蜗杆传动和圆弧圆柱蜗杆传动环面蜗杆传动3、蜗杆传动的特点可用较紧凑的一级传动得到很大的传动比传动平稳无噪声具有自锁性效率低有轴向分力蜗轮用青铜制造，成本高。¢蜗杆传动¢变速Ø减速器的作用是传递运动和改变转动速度，以满足工艺条件的要求Ø选择原则：传动比、转速、载荷大小及性质，再结合效率，外廓尺寸、重量、价格和运转费用等各项参数与指标，进行综合分析比较，以选定合适的减速器类型与型号，外购即可。Ø反应釜用减速器常用的有摆线针轮行星减速器、齿轮减速器、V带减速器以有圆柱蜗杆减速器。Ø减速器的特点：è搅拌轴的密封形式静止的搅拌釜封头和转动的搅拌轴之间设有搅拌轴密封装置，简称轴封，以防止釜内物料泄漏。轴封装置主要有填料密封和机械密封两种。1、填料密封：结构简单，填料装缷方便，但使用寿命较短，难免微量泄漏。2、机械密封：结构较复杂，但密封效果甚佳。