第六章 搅拌反应釜
搅拌反应釜的设计
1 绪论1.1 反应釜概况搅拌设备是一种在一定容积的容器中，借助搅拌器向液相物料中传递必要的能量进行搅拌过程的化学反应设备。
反应釜就是其中比较典型的一种，它适用于多种物性（如粘度、密度）和多种操作条件（温度、压力）的反应过程，广泛应用于石油化工、橡胶、农药、染料、医药等行业，是一种用以完成磺化、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程，以及有机染料和中间体的许多其它工艺过程的反应设备。
搅拌式反应釜有很大的通用性，由于搅拌可以把多种液体物料相混合，把固体物料溶解在液体中、将几种不互溶的液体制成乳浊液、把固体微粒搅浑在液体中制成悬浮液或在液相中析出结晶等，故搅拌反应釜可以在带有搅拌的许多物理过程中广泛的应用。
同时在研究容器的结构方面，如容器形状、搅拌装置、传热部件等，搅拌式反应釜都具有代表性。
在大多数设备中，反映釜是作为反应器来应用的。
例如在三大合成材料的生产中，搅拌设备作为反应器，约占反应器总数的90%。
其它如染料、医药、农药、油漆等设备的使用亦很广泛。
有色冶金部门对全国有色冶金行业中的搅拌设备作了调查及功率测试，结果是许多湿法车间的动力消耗50%以上是用在搅拌作业上。
搅拌设备的应用范围之所以这样广泛，还因为搅拌设备操作条件（如浓度、温度、停留时间等）的可控范围广，又能适用于多样化的生产。
搅拌式反应釜在石油化工生产中被用于物料混合、溶解、传热、制备悬浮液、聚合反应、制备催化剂等。
例如石油工业中，异种原油的混合调整和精致，汽油添加四乙基铅等添加物而进行混合，使原料液或产品均匀化。
化工生产中，制造苯乙烯、乙烯、高压聚乙烯、聚丙烯、合成橡胶、苯胺燃料和油漆颜料等工艺过程，都装备着各种型式的搅拌设备。
因为在石油工业中大量使用催化剂、添加剂，所以对于搅拌设备的需求量比较大。
由于物料操作条件的复杂性、多样性、对搅拌设备的要求也比较复杂。
如炼油厂的硅铝反应器、大浆罐、钡化反应釜、硫磷化反应釜、烃化反应釜、白土混合罐等都是装有各种不同型式搅拌器的搅拌设备。
搅拌反应釜的制造工艺流程
内部处理
-对焊接完成的反应釜内部进行清洁，去除焊接残渣和杂质-根据需要，进行内部防腐涂层处理，提高耐腐蚀性
5
搅拌器安装
-根据设计要求，安装搅拌器及其传动装置-确保搅拌器运行平稳，搅拌效果良好
6
密封与检测
-对反应釜的密封部位进行密封处理，确保无泄漏-进行压力测试、泄漏检测等质量检查，确保反应釜的密封性和安全性
搅拌反应釜的制造工艺流程
序号
工艺流程环节
描述
1
材料准备
-根据设计要求和客户需求，选择适合的原材料，如不锈钢等-对原材料进行切割、弯曲等初Biblioteka 加工处理2钣金加工
-将切割好的钢板进行冲压、成形、卷边等工序，制作罐体、盖板、管道等部件-确保部件的尺寸精度和表面质量符合设计要求
3
焊接组装
-采用合适的焊接工艺，将钣金加工好的部件进行组装，包括内外夹套、搅拌器、支架等-确保焊接质量，避免焊接缺陷和裂纹
7
涂装与包装
-对反应釜进行表面处理和涂装，增加美观度和耐腐蚀性-根据客户需求，进行包装和标识，准备发货
化工设备——搅拌反应釜 模块三 反应设备 向寓华 化工设备——搅拌
用于药品的稀释、溶解、分散、 调和及PH值的调整等。
化工设备——搅拌反应釜
（四）底搅拌反应釜：
搅拌装置设在底部的称为底搅拌反应器。
优点：搅拌轴短而细，轴 的稳定性好，降低了安装 要求，所需安装， 检修的 空间比上述的搅拌反应器 小。有利于底部出料，大 型聚合反应器常采用此种 搅拌设备。
低速：n<100r/min 中速：100<n<400r/min 高速：n>400r/min
中小型立式容器 中心搅拌反应器 国外已标准化。
化工设备——搅拌反应釜
（二）偏心式搅拌反应釜：
搅拌中心偏离容器中心， 使流体在各点所处的压力不同， 因而使液层间的相对运动加强， 增加了液层间的湍动，使搅拌 效果明显提高。但偏心式搅拌 容易引起震动，一般多用于小 型设备。
二、搅拌反应釜的设计
反应釜设计可分为工艺设计和机械设计两大部分。工艺设计的主要内容 有：反应釜所需容积；传热面积及构成形式；搅拌器形式和功率、转速；管 口方位布置等。工艺设计所确定的工艺要求和基本参数是机械设计的基本依 据。机械设计的内容一般包括：
1．反应釜总体结构的设计及材料的选择； 2．对釜体、封头、夹套、搅拌轴等构件进行强度和必要的稳定性计算； 3．根据工艺要求选择搅拌装置； 4．根据工艺条件确定轴封装置； 5．附件标准的选择与设计。
❖流化床反应器--------是一种垂直圆筒或圆锥形容器，
内有催化剂进行流态化。多用于固体和气体都参与的反应， 如丙烯腈反应器。流化床反应器的最大优点是传热面积大、 传热系数高和传热效果好。缺点是反应器内物料返混 ，内 件较复杂，操作要求高。
化工设备——搅拌反应釜
➢反应设备的类型
搅拌反应釜的组成及各主要组成部分的作用
搅拌反应釜的组成及各主要组成部分的作用稿子一嘿，朋友！今天咱们来聊聊搅拌反应釜哦。
先说这釜体吧，它就像一个大大的容器，是所有反应发生的“舞台”。
它得足够坚固，能承受各种压力和温度，保证反应在里面安安稳稳地进行。
搅拌器呢，那可是关键角色！它就像个勤劳的小蜜蜂，不停地转动，把里面的物料搅和得均匀又充分，让各种成分充分接触，反应才能顺顺利利。
还有密封装置，这可不能小瞧。
它就像是个“守门员”，把反应釜里面的东西牢牢地关住，不让它们跑出来，也不让外面的杂质进去捣乱。
加热或冷却装置呢，就像是个“温度调控师”。
根据反应的需要，给釜内升温或者降温，创造出最合适的反应条件。
仪表和控制装置呀，就像是反应釜的“大脑”。
时刻监测着里面的温度、压力、液位等等各种数据，让咱们能清楚地知道反应的情况，还能控制整个反应的进程。
最后说说支承和传动装置，它们是反应釜的“骨架”和“动力源”。
支承着整个釜体，让它稳稳地站着，传动装置则给搅拌器提供动力，让它不停地工作。
怎么样，这下你对搅拌反应釜的组成和各部分作用是不是清楚多啦？稿子二亲，咱们来聊聊神奇的搅拌反应釜！先瞅瞅釜体，这可是反应釜的“大肚皮”。
它得宽敞又结实，能容下各种物料，还能扛住反应时的各种折腾，就像一个坚强的堡垒。
接着说搅拌器，这小家伙可厉害啦！不停地转动，把物料搅得晕头转向，让它们亲密接触，发生奇妙的变化。
要是没有它，反应可就乱套喽。
密封装置也很重要哟！它就像一个忠诚的卫士，紧紧地守住反应釜的“大门”，不让里面的东西偷偷溜走，也不让外面的不速之客闯进来。
加热冷却装置就像是个贴心的小管家，能根据反应的脾气，把温度调节得刚刚好，让反应舒舒服服地进行。
仪表和控制装置呢，就像是反应釜的“眼睛”和“指挥棒”。
时刻盯着反应釜里的一举一动，告诉咱们情况怎么样，还能指挥着整个反应的节奏。
最后是支承和传动装置，它们是反应釜的“根基”和“力量源泉”。
支承装置让反应釜稳稳当当的，传动装置则给搅拌器加油打气，让它充满活力地工作。
《搅拌反应釜介绍》课件
安全注意事项
2
2. 加入适量的反应物料到搅拌反应釜。
1. 穿戴个人防护装备。
3. 启动搅拌器和加热系统。
2. 注意搅拌反应釜的工作状态。
3. 遵守相关的操作规程和安全操作规范。
维护
常见问题及维护方法
搅拌反应釜的常见问题包括搅拌不均匀、泄漏等，可通过清洗、更换零部件等方式进行维护。
结构
标准结构
搅拌反应釜的常见结构包括罐体、搅拌器、加热和冷却系统等。
优缺点对比
不同结构的搅拌反应釜具有各自的优缺点。例如，顶叶式搅拌器适用于高粘度反应物料，但 清洗困难。
功能
混合均匀
搅拌反应釜通过搅拌器的转动，将物料混合均匀， 以实现反应的要求。
温度控制
搅拌反应釜可通过加热和冷却系统，精确控制反应 过程中的温度。
搅拌反应釜介绍
通过介绍搅拌反应釜的概述、结构、功能、操作、维护、发展趋势等，本课 件将为您全面展示搅拌反应釜的特点和应用。
概述
搅拌反应釜是一种广泛应用于化工、医药等领域的设备。它的主要作用是控制反应过程中的温度、压力和物料 混合。搅拌反应釜的应用非常广泛，既可以用于生产化学品，也可以用于制药、食品等领域。
保养要点
定期检查搅拌反应釜的工作状态，保持其清洁、干燥，及时更换磨损零部件。
发展趋势
市场前景
随着化工和医药等行业的不断发展，搅拌反应釜的 需求将继续增长。
技术发展
搅拌反应釜的技术正在不断创新，如自动化控制和 高效搅拌器的应用等。
结语
搅拌反应釜具有广泛的应用领域，但也有一定的局限性。了解搅拌反应釜的 优势和局限性，对于合理选择和使用搅拌反应釜具有重要意义。
搅拌反应釜的实训报告
一、实训目的本次实训旨在让学生了解搅拌反应釜的结构、原理和操作方法，掌握搅拌反应釜在化工生产中的应用，提高学生的实际操作技能和安全生产意识。
二、实训时间2023年X月X日至2023年X月X日三、实训地点XX大学化工实训中心四、实训内容1. 搅拌反应釜的结构与原理搅拌反应釜是化工生产中常用的反应设备，主要由釜体、搅拌器、传动装置、密封装置、加热装置、冷却装置、安全装置等部分组成。
搅拌反应釜的工作原理是利用搅拌器对釜内介质进行搅拌，以强化传质和传热过程，实现化学反应。
2. 搅拌反应釜的操作方法（1）打开搅拌反应釜的电源，检查搅拌器、传动装置、密封装置等是否正常。
（2）根据实验要求，调整搅拌速度和加热温度。
（3）加入反应物料，观察搅拌效果，确保反应均匀进行。
（4）根据实验要求，调整搅拌速度和加热温度，观察反应进程。
（5）实验结束后，关闭搅拌反应釜的电源，清洗釜内介质。
3. 搅拌反应釜的安全操作（1）操作人员必须穿戴好个人防护用品，如防护眼镜、手套、口罩等。
（2）严格遵守实验操作规程，严禁违章操作。
（3）注意观察反应釜的运行状态，发现异常情况立即停机检查。
（4）确保搅拌反应釜的密封性能，防止介质泄漏。
五、实训过程1. 实训前期准备实训前，教师对搅拌反应釜的结构、原理、操作方法及安全注意事项进行了详细讲解，使学生掌握相关知识和技能。
2. 实训过程（1）学生分组进行搅拌反应釜的操作实训，教师巡回指导。
（2）学生在教师的指导下，逐步熟悉搅拌反应釜的操作流程。
（3）学生按照实验要求，调整搅拌速度和加热温度，观察反应进程。
（4）实验结束后，学生清洗釜内介质，确保实验场地整洁。
3. 实训总结实训结束后，学生分组进行总结，分享操作经验，教师对学生的表现进行点评。
六、实训心得通过本次实训，我深刻认识到搅拌反应釜在化工生产中的重要性。
以下是我对本次实训的几点心得体会：1. 搅拌反应釜的操作过程需要严格按照操作规程进行，确保实验顺利进行。
机械搅拌反应器(搅拌釜式反应器)课件
29
一、流型
流型与搅拌的关系
流型决定因素
流型与搅拌效果、搅拌功 率的关系十分密切。搅拌 器的改进和新型搅拌器的 开发往往从流型着手。
取决于搅拌器的形式、搅拌 容器和内构件几何特征，以 及流体性质、搅拌器转速等 因素。
搅拌机顶插式中心安装 立式圆筒的三种基本流型 流型
PPT学习交流
径向流 轴向流 切向流
PPT学习交流
图17-1 通气式搅拌反应器
典型结构 3
结构
17.1 搅拌容器
1. 圆筒体，封头（椭圆形、锥形和平盖，椭圆 2. 形封头应用最广）。
2. 各种接管，满足进料、出料、排气等要求。
3. 加热、冷却装置：设置外夹套或内盘管。
4. 上封头焊有凸缘法兰，用于搅拌容器与机架
5. 的连接。
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提高传热系数；
③ 夹套的不同高度处安装切向进口，提高冷却
水流速，增加传热系数。
PPT学习交流
15
2．型钢夹套 构成——角钢与筒体焊接组成，见图17—5。
结构
沿筒体外壁轴向布置 沿筒体外壁螺旋布置
型钢的刚度大， 弯曲成螺旋形 时加工难度大
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16
(a)螺旋形角钢互搭式 图17-5 P型PT学钢习夹交流套结构
17 机械搅拌反应器
机械搅拌反应器(搅拌釜式反应器)
适用于各种物性（如粘度、密度）和各种操作条 件（温度、压力）的反应过程，应用于合成塑料、 合成纤维、合成橡胶、医药、农药、化肥、染料、 涂料、食品、冶金、废水处理等行业。
PPT学习交流
1
应用
化学反应、生物反应、混合、分散、溶解、 结晶、萃取、吸收或解吸、传热等操作。
结构
搅拌反应釜的原理
搅拌反应釜的原理
搅拌反应釜的原理是将液体（或固态物质）混合在一起，以形成均匀混合。
搅拌反应釜是一种装备，用于通过搅拌来完成混合过程。
它具有调节温度、压力、流量等参数的功能，因此可以用于各种工业气体、液体、固体物料的混合。
搅拌反应釜的基本结构由壳体、搅拌轴、搅拌室、搅拌叶、搅拌轮等组成，其中搅拌叶的位置和形状决定了搅拌反应釜的搅拌效率。
搅拌反应釜的工作原理就是搅拌叶在搅拌轴的带动下，在搅拌室内形成涡流，使得混合物的混合更加彻底。
搅拌叶的转速由搅拌轴的驱动转速决定，这些参数都可以通过控制器来调节。
搅拌反应釜可以根据不同的要求调整反应温度、压力和流量来完成反应。
例如，在搅拌反应釜中可以添加热源来提高温度，可以添加压力来增加压力，也可以添加泵来改变流量，以达到所需的混合效果。
另外，搅拌反应釜还可以添加一些辅助功能，如加热、冷却、抽真空、加压等等，以实现不同的反应要求。
总之，搅拌反应釜是一种通过搅拌叶形成涡流来完成混合过程的装备，可以通过控制反应温度、压力和流量来
完成反应，也可以添加一些辅助功能来满足不同的反应要求。
搅拌反应釜设计
<<化工容器>>课程设计—搅拌反应釜设计姓名: 余景超学号: 2010115189专业: 过程装备与控制工程学院: 化工学院指导老师: 淡勇老师2013年 6 月18 日目录一设计内容概述1. 1 设计要求1. 2 设计参数1. 3 设计步骤二罐体和夹套的结构设计2. 1 几何尺寸2. 2 厚度计算2. 3 最小壁厚2. 4 应力校核三传动部分的部件选取3.1 搅拌器的设计3.2 电机选取3.3 减速器选取3.4 传动轴设计3.5 支撑与密封设计四标准零部件的选取4.1 手孔4.2 视镜4.3 法兰4.4 接管五参考文献一设计内容概述（一）设计内容：设计一台夹套传热式配料罐设计参数及要求容器内夹套内工作压力，MPa 0.18 0.25设计压力，MPa 0.2 0.3工作温度，℃100 130设计温度，℃120 150介质染料及有机溶剂冷却水或蒸汽全容积, 3m 1.0 操作容积, 3m0.80 传热面积, 2m 3腐蚀情况微弱推荐材料Q235--A接管表符号公称尺寸DN连接面形式用途A 25 蒸汽入口B 25 加料口C 80 视镜D 65 温度计管口E 25 压缩空气入口F 40 放料口G 25 冷凝水出口H 100 手孔（二）设计要求：压力容器的基本要求是安全性和经济性的统一。
安全是前提，经济是目标，在充分保证安全的前提下，尽可能做到经济。
经济性包括材料的节约，经济的制造过程，经济的安装维修。
搅拌容器常被称为搅拌釜，当作反应器用时，称为搅拌釜式反应器，简称反应釜。
反应釜广泛应用于合成塑料、合成纤维、合成橡胶、农药、化肥等行业。
反应釜由搅拌器、搅拌装置、传动装置、轴封装置及支座、人孔、工艺接管等附件组成。
压力容器的设计，包括设计图样，技术条件，强度计算书，必要时还要包括设计或安装、使用说明书。
若按分析设计标准设计，还应提供应力分析报告。
强度计算书的内容至少应包括：设计条件，所用规范和标准、材料、腐蚀裕度、计算厚度、名义厚度、计算应力等。
搅拌反应釜
搅拌反应釜
搅拌反应釜
搅拌反应釜是一种典型的反应 设备，多属于间隙操作设备，其作 用是通过对参加反应的物料充分搅 拌，使物料混合均匀;强化传热效果 和相与相间传质;使气体在液相中作 均匀分散;使固体颗粒在液相中均匀 悬浮;使互不相溶的另一液相均匀悬 浮或充分乳化。搅拌反应釜主要由 釜体、传热装置、搅拌装置、传动 装置和轴封装置等组成。反应釜中 的釜体为物。料反应提供反应空间; 传热装置满足反应需要的温度条件; 搅拌装置使反应物料混合均匀，同 时进行传热和传质;传动装置提供搅 拌动力;轴封装置确保形成密封空间， 防止反应介质外漏。通过这部分内 容的学习，掌握搅拌反应釜的组成 部分及其结构。
本项目通过学习以下知
识点，应该掌握各种搅拌装 置的组成及结构特点。
•
搅拌装置的主要作用是
使反应物料充分混合、强化
传质和传热效果、促进化学
反应。
•
搅拌装置通常包括搅拌
器、搅拌轴、支承结构等。
•
我国的搅拌装置的主要
零部件均已标准化。
搅拌器的分类
按流体流动形态
按搅拌器叶片结构
平叶 折叶 螺旋面叶
轴向流搅拌器 径向流搅拌器 混合流搅拌器
供动力，反应釜的电动
机与减速器大多配套使
用，电动机型号根据电
动机的功率和工作环境
等因素确定。工作环境
包括防爆、防护等级、
腐蚀情况等。
•
电动机的选用主要
是确定系列、功率、转
速、安装方式等。
知识点二 减 速 器
•
减速器的作用是传递运
动和改变转动速度，以满
足工艺要求。
•
减速器是工业生产中
应用很广的典型装置，已
封头形状相同的水平桨叶组成的 。整
搅拌反应釜介绍
采用表面涂层、电镀、喷塑等防腐处理方法，提高设备的耐 腐蚀性能和使用寿命。
05 搅拌反应釜的操作与维护
操作规程
启动前检查
确保搅拌反应釜在使用前已经经过了严 格的检查，包括设备完整性、密封性以
及安全附件的正常状态。
监控与记录
在搅拌反应釜运行过程中，应密切关 注各项参数，如温度、压力、流量等，
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THANKS
在制药行业的应用
药物制备
搅拌反应釜在制药行业中用于药物制备，如抗生素、激素、生物制 品等的合成和发酵过程。
药物分离与纯化
搅拌反应釜可用于药物分离与纯化过程，通过控制温度、压力和搅 拌速度，实现高效、低成本的分离与纯化。
药物稳定性研究
在药物研发过程中，搅拌反应釜可用于研究药物在不同温度、压力 和湿度条件下的稳定性，为药物储存和运输提供依据。
搅拌反应釜介绍
目录
CONTENTS
• 搅拌反应釜概述 • 搅拌反应釜的分类 • 搅拌反应釜的应用 • 搅拌反应釜的选型与设计 • 搅拌反应釜的操作与维护 • 搅拌反应釜的发展趋势与展望
01 搅拌反应釜概述
定义与作用
定义
搅拌反应釜是一种用于实现化学反应 的工业设备，通过搅拌混合物来促进 化学反应的进行。
作用
广泛应用于化工、制药、食品、环保 等领域，是实现化学反应的重要工具。
结构与组成
结构
主要由釜体、搅拌装置、加热/冷却 系统、传动系统等部分组成。
组成
搅拌反应釜的各部分都有其特定的功 能和作用，共同协作实现化学反应的 高效进行。
工作原理与特点
工作原理
通过搅拌器旋转，使物料在釜内受到剪切、对流、扩散等作用，从而实现物料 的均匀混合和化学反应的快速进行。
机械基础课程设计指导书——搅拌反应釜
大修方案：根据搅拌反应釜的使用年限和磨损情况制定大修方案，如更换搅拌桨、反应釜内衬 等
维护保养：定期进行维护保养，如清洗搅拌桨、反应釜内衬等，保持搅拌反应釜的正常运行状 态
感谢您的观看
汇报人：
传热方式：对流、传导、辐射
传热系数：影响因素包括流体 性质、流速、温度等
传热面积：影响因素包括反应 釜尺寸、流体性质等
传热速率：影响因素包括传热 系数、传热面积、流体性质等
搅拌反应釜的材料 选择与处理
碳钢：强度高， 耐磨性好，耐
腐蚀性差
不锈钢：耐腐 蚀性好，耐磨 性差，价格较
高
合金钢：强度 高，耐磨性好， 耐腐蚀性一般
操作规范：严格按 照操作规程进行操 作，确保安全
定期检查搅拌反应釜的密封性，确保无 泄漏
定期检查搅拌反应釜的传动部件，确保 无磨损、松动
定期检查搅拌反应釜的加热和冷却系统， 确保正常工作
定期检查搅拌反应釜的搅拌器，确保无 磨损、松动
定期检查搅拌反应釜的电气控制系统， 确保正常工作
定期清洗搅拌反应釜的内壁，确保无残 留物影响反应效果
陶瓷：耐磨性 好，耐腐蚀性 差，价格较高
塑料：耐磨性 差，耐腐蚀性 好，价格较低
玻璃：耐磨性 差，耐腐蚀性 好，价格较低
耐腐蚀性：选择耐腐蚀的材料，如不锈钢、钛合金等 耐高温性：选择耐高温的材料，如镍基合金、钴基合金等 耐磨性：选择耐磨的材料，如硬质合金、陶瓷等 耐压性：选择耐压的材料，如高强度钢、复合材料等 易加工性：选择易加工的材料，如铝合金、铜合金等 经济性：选择经济实惠的材料，如碳钢、铸铁等
经济性：在满足使用要求的前提下，尽 量降低制造成本和运行成本
搅拌反应釜
2
一、反应釜作用
使气体在液相中很好地分散
1、使物料 混合均匀
使固体粒子在液相中均匀地悬浮
使不相溶的另一液相均匀悬浮或充
分乳化
2、强化传 热、传质 强化相间的传质（如吸收等） 强化传热
3
二、反应釜的设计
反应釜设计可分为工艺设计和机械设计两大 部分。 按设备的结构特征可分为搅拌釜式、管式、固 定床和流化床反应器等。
搅拌器型式
涡轮式 桨式 推进式 折叶开启涡轮式 锚式 螺杆式 螺带式
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
○ ○ ○ ○
○ ○
○
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
○ ○ ○ ○
○
○ ○ ○
○ ○ ○ ○
○ ○ ○ ○
1~100 1~200 1~1000 1~1000 1~100 1~50 1~50
10~300 10~300 10~500 10~300 1~100 0.5~50 0.5~50
由于锚式搅拌器在容器壁附近流速比其它搅拌器 大，能得到大的表面传热系数，故常用于传热、 晶析操作。 常用于搅拌高浓度淤浆和沉降性淤浆。
当搅拌粘度大于100Pa· 的流体时，应采用螺带 s 式或螺杆式。
42
第四节 传动装置 一、传动装置
一般包括电动机、减线针轮减速机
出，流体至容器底再沿壁面返至桨叶上方，形
成轴向流动。
特点 ——搅拌时流体的湍流程度不高，循环量大，结构
简单，制造方便。
循环性能好，剪切作用不大， 属于循环型搅拌器。
37
应用
粘度低、流量大的场合，用较小的搅拌功率，能获得较好 的搅拌效果。 主要用于液－液系混合、使温度均匀，在低浓度固－液系 中防止淤泥沉降等。
搅拌反应釜设备工艺原理
搅拌反应釜设备工艺原理搅拌反应釜是一种常用的化学反应器，广泛应用于化工、食品、制药等领域。
它可以进行各种化学反应，例如聚合反应、酯化反应、酰化反应以及各种有机合成反应等。
本文将介绍搅拌反应釜设备的工艺原理。
设备结构搅拌反应釜主要由釜体、搅拌器、换热器、温度计、液位计、加热器等组成。
釜体釜体是搅拌反应釜的主体部分，由圆筒形容器、侧面的进料口以及顶部的排气阀、视镜、进料阀门等构成。
釜体通常由碳钢、不锈钢、玻璃钢等材料制成。
釜体容积大小根据实际需要进行选择。
搅拌器搅拌器是搅拌反应釜的核心部分，通常由电机、减速器、主轴和桨叶组成。
它可以将载体和反应液体进行均匀混合、加速化学反应速率，保证反应的充分程度。
搅拌器的形式有多种，例如桨叶、离心式、螺旋桨等，根据物料及反应条件的不同进行选择。
换热器换热器是搅拌反应釜的附件部分，通常由夹套式、管式、板式换热器构成，能够控制反应物料的温度，提高反应速率。
夹套式换热器通常依靠外部的蒸汽或热水加热，而管式和板式换热器则可以使用内部的流体冷却或加热。
温度计和液位计温度计和液位计是搅拌反应釜主要的安全保障部件，能够对反应过程进行实时监测。
温度计可以测量反应物料的温度变化，避免温度过高导致反应失控或生成有害物质。
液位计可以测量反应液体的液位，避免物料的溢出和釜体的爆炸。
加热器加热器是搅拌反应釜的辅助设备，能够将反应物料加热到所需要的温度。
加热方式通常有电加热、蒸汽加热和导热油加热等。
设备工艺原理搅拌反应釜的工艺过程主要包括以下几个方面：设备准备首先，对搅拌反应釜进行清洗和消毒处理，保证设备的卫生和安全；其次，检查设备中的各个部件是否完好，特别是搅拌器、化学品加入、排气口和安全阀是否正常运转。
反应物料的配制和添加将反应物料按照配比添加到搅拌反应釜中，通常需要按照一定比例添加各种化学试剂和反应介质，以实现所需的反应过程。
如果需要加热反应，则需先将加热系统准备好。
设备工艺参数调节调整釜体中的温度和搅拌速度，以优化反应条件，促进反应的进行。
搅拌釜式反应器 ppt课件
最高温度/℃ 最高压力/MPa
350
0.6
300
1.6
200
2.5
200
2.5
250
4.0
350
6.4
搅拌釜式反应器
9
1. 整体夹套
U型 圆筒型
圆筒和下封头都包有夹套，传 热面积大，最常用结构
传热面积较小，适用于换热 量要求不大的场合
搅拌釜式反应器
提高传热系数；
③ 夹套的不同高度处安装切向进口，提高冷却
水流速，增加传热系数。
搅拌釜式反应器
15
2．型钢夹套 构成——角钢与筒体焊接组成，见图17—5。
结构
沿筒体外壁轴向布置 沿筒体外壁螺旋布置
型钢的刚度大， 弯曲成螺旋形 时加工难度大
搅拌釜式反应器
16
(a)螺旋形角钢互搭式 图17-5搅型拌釜钢式反夹应套器 结构
搅拌釜式反应器
5
表17—1 几种搅拌设备筒体的高径比
种类
罐内物料类型
高径比
一般搅拌罐
聚合釜 发酵罐类
液-固相、液－液相 气－液相
悬浮液、乳化液 发酵液
1～1.3 1～2 2.08～3.85 1.7～2.5
搅拌釜式反应器
6
换热元件
换热元件
夹套 内盘管
优先采用夹套，减少 容器内构件，便于清 洗，不占有效容积。
结构
组成——搅拌容器和搅拌机两大部。
由筒体、换热元件 及内构件组成
由搅拌器、搅拌轴及其密封 装置、传动装置等组成
搅拌釜式反应器
2
1—电动机； 2—减速机； 3—机架； 4—人孔； 5—密封装置； 6—进料口； 7—上封头； 8—筒体： 9—联轴器； 10—搅拌轴；
化工设备设计基础搅拌反应釜PPT课件
○
○○ ○
○○ 1~1000 10~300 500
布尔马金式
○○○○ ○
○
锚式
○
○
○
螺杆式
○
○
○
螺带式
○
○
○
注 表中空白为不适或不详，○为适合。
○○
1~100 1~100 1~50 1~50
10~300 1~100 0.5~50 0.5~50
500 1000 1000 1000
26
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57
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图9-11 压制成型填料
58
（ d ） 为 全 包 式 夹 套 ， 与 前 三第8种页/相共7比3页， 有 最 大 的 传 热 面 积 。
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（二）整体夹套的尺寸确定及连接方式
夹套直径Dj可根据筒体内径按表选取
夹套封头根据夹套直径及所选封头形式按标准选取
夹 度
套 ，
高 以
度 保
H证j主充要分决传定热于，传可热按面下积式F估的算要
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第二节 搅拌器的型式及选型 一、常见型式
23
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二、搅拌器的功能 提供搅拌过程所需要的能量和适宜的流动 状态，以达到搅拌过程的目的。
浆叶旋转运动，产生能量，作用于液体， 形成流动状态。关键在浆叶，也与其它 因素有关，如介质特性，搅拌器的工作 环境等。
24
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改进
容器内装挡板、搅拌轴偏心安装、 搅拌器倾斜，可防止漩涡形成。
33
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3．涡轮式搅拌器
涡轮式搅拌器（又称透 平式叶轮），是应用较 广的一种搅拌器，能有 效地完成几乎所有的搅 拌操作，并能处理粘度 范围很广的流体。
釜式反应器的搅拌器课件
搅拌器在釜式反应器中起到混合、促进传热和传质的作用，对于化学反应的顺 利进行至关重要。
搅拌原理
通过旋转搅拌器叶片，使物料在釜内产生旋转运动，从而实现物料混合、温度 均匀分布和物质传递。
搅拌器的种类和特点
01
02
03
0单、易制造、成本低等优点。
涡轮式搅拌器
定义
釜式反应器是一种常用的反应器 类型，主要用于进行化学反应和 混合操作。
特点
釜式反应器具有较大的反应体积 和较广的操作范围，能够适应多 种不同的反应条件和物料特性。
釜式反应器的应用领域
01
02
03
化工生产
釜式反应器广泛应用于化 工生产中，如合成氨、尿 素、烧碱等。
制药行业
在制药行业中，釜式反应 器用于合成药物、抗生素 等。
如推进式、涡轮式、锚式等。
搅拌器的尺寸
02
根据釜式反应器的尺寸和容量，确定搅拌器的长度、直径和叶
片宽度等参数。
搅拌器的安装位置
03
为了获得良好的搅拌效果，需要合理选择搅拌器的安装位置，
包括离釜底的高度和与釜壁的距离。
搅拌器的材料选择
耐腐蚀性
根据釜式反应器内介质的腐蚀性， 选择具有相应耐腐蚀性能的材料，
通过优化搅拌器的结构设计、材料选 择和操作参数，提高搅拌效率与混合 均匀度，以满足工艺要求。
搅拌转速
根据工艺要求和介质的特性，确定合 适的搅拌转速，以达到良好的搅拌效 果。
PART 04
搅拌器在釜式反应器中的 操作和维护
搅拌器的操作规程
启动前检查
启动操作
确保搅拌器安装正确，电机和传动部件完 好，无障碍物影响。
能耗与效率
考虑搅拌器的能耗和效率，选择既能满足工 艺要求又具有较低能耗的搅拌器。
反应釜的搅拌结构【优质】PPT文档
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。
➢框式和锚式搅拌器
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。
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。 ➢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。
➢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。
➢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。
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。
搅拌附件
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化工设备设计基础
主讲 滕艳华 副教授
材料学院高分子材料教研室
yhteng@
材料系高分子材料与工程专业
第六章 搅拌器反应釜
2
第一节 一、搅拌的目的
概述
材料系高分子材料与工程专业
使气体在液相中很好地分散
1、使物料 混合均匀
使固体粒子（如催化剂）在液相中均匀地悬浮
53
材料系高分子材料与工程专业
1、填料密封
特点： 结构简单，制造容易，适用于非腐蚀性和弱腐蚀性介质、 密封要求不高、并允许定期维护的搅拌设备。
填料密封的结构及工作原理
组成：
底环、本体、油环、填料、螺柱、压盖及油杯等。
54
材料系高分子材料与工程专业
工作原理
在压盖压力作用下，装在搅拌轴与填料箱本体之间的填料，对搅拌轴 表面产生径向压紧力。
材料系高分子材料与工程专业
导流筒
四、搅拌器的功率 （一）搅拌器功率和搅拌器作业功率
材料系高分子材料与工程专业
搅拌过程进行时需要动力，笼统地称这一动 搅拌功率 力时叫做搅拌功率。
1、定义
为使搅拌器连续运转所需要的功率称 搅拌器功率 为搅拌器功率。
搅拌器使搅拌槽中的液体以最佳 搅拌作业功率 方式完成搅拌过程所需要的功率。
结构简单。 适用于粘度在100Pa· s 以下的流体搅拌，当流 体粘度在10～100Pa· s 时，可在锚式桨中间加 一横桨叶，即为框式搅 拌器，以增加容器中部 的混合。
图9-6 锚式搅拌器
37
材料系高分子材料与工程专业
应用
锚式或框式桨叶的混合效果并不理想，只适用于对混合 要求不太高的场合。
由于锚式搅拌器在容器壁附近流速比其它搅拌器 大，能得到大的表面传热系数，故常用于传热、 晶析操作。 常用于搅拌高浓度淤浆和沉降性淤浆。
材料系高分子材料与工程专业
材料系高分子材料与工程专业
（二）整体夹套的尺寸确定及连接方式
夹套直径Dj可根据筒体内径按表选取
夹套封头根据夹套直径及所选封头形式按标准选取 夹套高度Hj主要决定于传热面积F的要求，一般不低于液面高度， 以保证充分传热，可按下式估算
V-VF Hj m 2
4 Di
当搅拌粘度大于100Pa· s 的流体时，应采用螺带 式或螺杆式。
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挡板与导流筒 1．挡板 当流体粘度不大，搅拌转速较高，而且桨叶 放在釜的中心线时，液体将随着桨叶旋转的 方向循着釜壁滑动，釜内液体在离心力作用 下涌向釜壁，使液面沿袭壁上升，中心部分 的液面下降，形成一个漩涡，通常称打漩现 象。
图9-4 推进式搅拌器
32
材料系高分子材料与工程专业
搅拌时——流体由桨叶上方吸入，下方以圆筒状螺旋形排
出，流体至容器底再沿壁面返至桨叶上方，形
成轴向流动。
特点 ——搅拌时流体的湍流程度不高，循环量大，结构
简单，制造方便。
循环性能好，剪切作用不大， 属于循环型搅拌器。
33
材料系高分子材料与工程专业
使不相溶的另一液相均匀悬浮或充分乳化
2、强化传热、 传质
强化相间的传质（如吸收等）
强化传热
3
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二、结构
图9-1 搅拌设备结构图
1-搅拌器 2-罐体 3-夹套 4-搅拌轴 5-压出管 6-支座 7-人孔 8-轴封 9-传动装置
4
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传动装置
搅拌装置
搅拌轴
液系中多用于防止固体沉降。
主要用于流体的循环，由于在同样排量下，折叶式 比平直叶式的功耗少，操作费用低，故轴流桨叶使 用较多。 也用于高粘流体搅拌，促进流体的上下交换，代替 价格高的螺带式叶轮，能获得良好的效果。
30
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桨式搅拌器的转速一般为20～100r/min ，
最高粘度为20Pa· s。
桨式、涡轮式、推进式、锚式、框式、螺带式、螺杆式
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第二节 搅拌器的型式及选型
一、常见型式
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二、搅拌器的功能
提供搅拌过程所需要的能量和适宜的流动
状态，以达到搅拌过程的目的。
浆叶旋转运动，产生能量，作用于液体，
形成流动状态。关键在浆叶，也与其它
因素有关，如介质特性，搅拌器的工作 环境等。
搅拌器总数的75～80％。
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材料系高分子材料与工程专业
1. 桨式搅拌器
结构最简单 叶片用扁钢制成，焊 接或用螺栓固定在轮 毂上，叶片数是2、3 或4 片，叶片形式可 分为平直叶式和折叶 式两种。
图9-3 桨式搅拌器
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主要应用
液—液系中用于防止分离、使罐的温度均一，固—
填料中含有润滑剂，在对搅拌轴产生径向压紧力的 同时，形成一层极薄的液膜，一方面使搅拌轴得到
润滑，另一方面阻止设备内流体的逸出或外部流体
的渗入，达到密封的目的。
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存在问题
填料中的润滑剂会在运转中不断消耗，通过设置在填料中间的油环向填料
内加油，保持润滑。
填料密封不可能绝对不漏。增加压紧力，填料紧压在转动轴上，会加速轴 与填料间的磨损，使密封更快失效。 在操作过程中应适当调整压盖的压紧力，并需定期更换填料。
应用
粘度低、流量大的场合，用较小的搅拌功率，能获得较好 的搅拌效果。 主要用于液－液系混合、使温度均匀，在低浓度固－液系 中防止淤泥沉降等。
改进
容器内装挡板、搅拌轴偏心安装、 搅拌器倾斜，可防止漩涡形成。
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3．涡轮式搅拌器
涡轮式搅拌器（又称透 平式叶轮），是应用较
广的一种搅拌器，能有
效地完成几乎所有的搅 拌操作，并能处理粘度
范围很广的流体。
图9-5 涡轮式搅拌器
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应用
涡轮式搅拌器有较大的剪切力，可使流体微团 分散得很细，适用于低粘度到中等粘度流体的混
合、液—液分散、液—固悬浮，以及促进良好的
传热、传质和化学反应。
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4．锚式搅拌器
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二、轴的计算
1、轴的强度计算
d
3
16
2、轴的刚度计算
Wp
k
T
T 180 0 100 G0 J P
0
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二、轴封
填料密封 机械搅拌反应器 轴封主要有两种 机械密封 轴的密封装置
目的：
避免介质通过转轴从搅拌容器内泄漏或外部 杂质渗入搅拌容器内。
传热效果。因此，单纯从夹套传热角度考虑，一般希望长径 比大一些。
6
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物料特性对罐体长径比的要求
表6—1 几种搅拌固相、液－液相 气－液相 悬浮液、乳化液
长径比 1～1.3 1～2 2.08～3.85
一般搅拌罐
聚合釜
发酵罐类
发酵液
1.7～2.5
搅拌反应器的挡板结构
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可有效地防止粘滞 液体在挡板处形成 死角，以防止固体 颗粒的堆积。
在高粘度物料中使用桨 式搅拌器时，可安装横 挡板以增加掺合作用， 挡板宽度可与搅拌叶同 宽。
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2．导流筒 设置导流筒，既可提高釜内流体的搅拌 程度，加强桨叶对流体的直接剪切作用， 同时又造成一定的循环流型，使釜内所有 物料均可通过导流筒内的强烈混合区，提 高混合效率。另外由于限定了循环路径， 减少了短路机会。
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打漩现象消除措施： a. 搅拌轴偏心安装时，能减弱游涡，提 高轴向循环速率; b. 在釜内安装挡板可有效的消除游涡
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◆ 挡板 挡板的作用是避免旋 涡现象，增大被搅拌液体 的湍流程度，将切向流动 变为轴向和径向流动，强 化反应器内液体的对流和 扩散，改善搅拌效果。
10~300 1~100
500
500 1000
○ ○ ○ ○ ○
螺杆式 螺带式
○
○
○
○
○ ○
1~50
1~50
0.5~50
0.5~50
1000
1000
注
27
表中空白为不适或不详，○为适合。
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四、几种常用搅拌器简介
桨式、推进式、涡轮式和锚式搅拌器在
搅拌反应设备中应用最为广泛，据统计约占
2、螺旋导流板
三、其他形式的夹套结构
各种夹套的适用范围：
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（一）半圆管夹套的结构
（二）型钢夹套结构
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四、蛇管传热及其结构
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（二）搅拌器的形式
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按估算的夹套高度，校核传热面积，如果不符合要求，则需选择 其他形式的传热装置。 整体夹套与筒体的连接方式有可拆卸和不可拆卸两种。
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（三）夹套上的附件
1、进口接管
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最理想状态：搅拌器功率＝搅拌作业功率
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