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1、1,第八章 反应设备,第一节 概 述,第二节 机械搅拌反应器,第三节 机械搅拌设备技术进展概述,2,8.1 概 述,一、应用,广泛应用于工业生产中，如 化学及石油化学工业 染料、油漆、农业、生物等工业,二、分类,化学反应器: 实现一个或几个化学反应，并使反应物 通过化学反应转变为反应产物的设备, 见表8-1 生物反应器: 为细胞或酶提供适宜的反应环境以达到 细胞生长代谢和进行反应的设备, 见表8-2,3,图81 化工生产的典型流程,前处理原料经过一系列的预处理, 如混合、加热、灭菌等, 以达到进入反应器反应的要求。,后处理反应产物经过分离、提纯等后处理，以获得符合质 量要求的产品。,4,图8-
2、2 典型的生物过程,5,表81 化学反应器的分类,6,表82 生物反应器的分类,7, 机械搅拌式反应器,可用于均相和多相（如液液、气液、液固） 反应，可间歇或连续操作。 2. 连续操作时，几个釜串联起来，通用性很大，停留 时间可以得到有效地控制。 3. 灵活性大, 根据生产需要，可生产不同规格、不同 品种产品，生产时间可长可短。 4. 可在常压、加压、真空下生产操作，可控范围大。 5. 反应结束后出料容易，反应器的清洗方便，机械设 计十分成熟。,三、常见反应器的特点,8, 管式反应器,1进气管 2上法兰 3下法兰 4温度计 5管子 6触媒支承 7下猪尾巴管,图8-3 侧烧式转化反应器,9,结构
3、简单，制造方便。 混合好的气相或液相反应物从管道一端进入，连续流 动，连续反应，从管道另一端排出。不同的反应，管 径和管长可根据需要设计。 3. 管外壁可以进行换热，传热面积大。 4. 反应物在管内流动快，停留时间短，经一定的控制手 段，可使管式反应器有一定的温度梯度和浓度梯度。 5. 管式反应器可连续或间歇操作，反应物不返混，可在 高温、高压下操作。,10, 固定床反应器,定义:气体流经固定不动 的催化剂床层进行催化反应的装置。,特点: 结构简单、操作稳定、便于控制、易实现大型化和连续化 生产等优点，是现代化工和反应中应用很广泛的反应器。 应用:主要用于气固相催化反应 轴向绝热式 基本形式
4、径向绝热式 列管式,11,图8-4 固定床反应器,轴向绝热式,径向绝热式,列管式,12,1平顶盖 2筒体端部 3筒体 4上触媒框 5下触媒框 6中心网筒 7升气管 8换热器 9半球形封头,图85 氨合成塔,13,床层温度分布不均匀; 床层导热性较差; 对放热量大的反应，应增大换热面积，及时移走 反应热，但这会减少有效空间。,14, 流化床反应器（沸腾床反应器）,定义:,流体（气体或液体）以较高流速通过床层， 带动床内固体颗粒运动，使之悬浮在流动 的主体流中进行反应，具有类似流体流动 的一些特性的装置。,应用:,应用广泛，催化或非催化的气固、 液固和气液固反应。,15,原理:,固体颗粒被流体吹起
5、呈悬浮状态，可作 上下左右剧烈运动和翻动，好象是液体 沸腾一样，故流化床反应器又称沸腾床 反应器。,结构:,壳体、气体分布装置、换热装置、气固 分离装置、内构件以及催化剂加入和卸出 装置等组成。,16,1旋风分离器 2筒体扩大段 3催化剂入口 4筒体 5冷却介质出口 6换热器 7冷却介质进口 8气体分布板 9催化剂出口 10反应气入口,图8-6 流化床反应器,17,优点: 传热面积大、传热系数高、传热效果好。进料、出 料、废渣排放用气流输送，易于实现自动化生产。,缺点: 物料返混大，粒子磨损严重；要有回收和集尘装 置；内构件复杂；操作要求高等。,18,回转筒式反应器 其它反应器 喷嘴式反应器 鼓泡塔式反应器等,