反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)和工作原理

反應(yīng)器(反應(yīng)釜)的結(jié)構(gòu)和工作原理

反應(yīng)器是實(shí)現(xiàn)液相單相反應(yīng)過程和液液、氣液、液固、氣液固等多相反應(yīng)過程的設(shè)備。反應(yīng)釜內(nèi)常設(shè)有攬拌(機(jī)械攬拌、氣流攬拌等)裝置。在高徑比較大時(shí)，可用多層攪拌槳葉。當(dāng)物料在反應(yīng)過程中需要加熱或冷卻時(shí)，可以在反應(yīng)器壁上設(shè)置夾套，也可以在器內(nèi)設(shè)置換熱面，也可以通過外循環(huán)換熱。

按操作方式分

1、間歇釜式反應(yīng)器或稱間歇釜

具有靈活的操作性，易于適應(yīng)不同的操作條件和產(chǎn)品品種，多用干小批量，反應(yīng)時(shí)間長的產(chǎn)品生產(chǎn)。間歇釜的缺點(diǎn)是;需有裝料和放料等輔助操作，產(chǎn)品質(zhì)量也不易穩(wěn)走。但一些反應(yīng)過程，如一些發(fā)酵反應(yīng)和聚合反應(yīng)，仍難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，仍采用間歇釜。

間歇操作反應(yīng)器系將原料按一定配比一次加入反應(yīng)器，待反應(yīng)達(dá)到一定要求后，一次卸出物料。連續(xù)加入原料的連續(xù)操作反應(yīng)器系統(tǒng)，連續(xù)排出反應(yīng)產(chǎn)物。當(dāng)操作達(dá)到固定狀態(tài)時(shí)，反應(yīng)器中物料的組成、溫度等狀態(tài)參數(shù)的位置不會隨時(shí)間而變化。半連續(xù)操作反應(yīng)器，又稱半間歇操作反應(yīng)器，通常在兩者之間添加一個(gè)反應(yīng)物，然后連續(xù)添加另一個(gè)反應(yīng)物。反應(yīng)達(dá)到一定要求后，停止操作并卸出物料。

間歌反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單，同樣的設(shè)備可以生產(chǎn)多種產(chǎn)品，特別適用于小批量、多品種的生產(chǎn)，如醫(yī)藥、染料等行業(yè)。此外，間歇反應(yīng)器中沒有材料的混合，有利于大多數(shù)反應(yīng)。缺點(diǎn)是需要裝卸、清洗等輔助工藝，產(chǎn)品質(zhì)量不易穩(wěn)定。

2.連續(xù)釜式反應(yīng)器，或稱為連續(xù)釜。

可避免間歇的缺點(diǎn)，但攪拌作用會造成釜內(nèi)流體的返混。當(dāng)攪拌劇烈、液體粘度低或平均停留時(shí)間長時(shí)，釜內(nèi)物料流型可視為全混流，反應(yīng)簽相應(yīng)稱為全混釜。反應(yīng)器中的回混現(xiàn)象是需要高轉(zhuǎn)化率或串聯(lián)副反應(yīng)的場合的不利因素。此時(shí)可采用多釜串聯(lián)反應(yīng)器,以減小返混的不利影響，并可分釜控制反應(yīng)條件。

生產(chǎn)應(yīng)盡可能采用連續(xù)反應(yīng)器。連續(xù)反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，易于操作控制。缺點(diǎn)是連續(xù)反應(yīng)器中存在不同程度的回混，這對大多數(shù)反應(yīng)都是不利因素，應(yīng)通過合理的選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來抑制。