釜式反应器的传热教学案例

➢低温冷却剂
有些化工生产过程采用一般冷却方法难以达到，必须采用特殊的制 冷装置进行人工制冷。 一般多采用直接冷却方式，即利用制冷剂的蒸发直接冷却冷间内的 空气，或直接冷却被冷却物体。制冷剂一般有液氨、液氮等。成本 较高。 有些情况下则采用间接冷却方式，即被冷却对象的热量是通过中间 介质传送给在蒸发器中蒸发的制冷剂。中间介质起传送和分配冷量 的媒介作用，称为载冷剂。常用的载冷剂有三类，即水、盐水及有 机物载冷剂。
回流冷凝式:反应在沸腾下进行或蒸发量大的场合。
冷、热源的选择
低温冷源的选择 ➢ 冷却用水 ：水的冷却效果好，最为常用。随水的硬 度不同，对换热后的水出口温度有一定限制，一般不 宜超过60℃，在不宜清洗的场合不宜超过50℃，以免 水垢的迅速生成。
➢ 空气：在缺乏水资源的地方可采用空气冷却，其主要 缺点是给热系数低，需要的传热面积大。
当加热温度超过250℃时，可采用联苯混合物的蒸汽加热， 根据其冷凝液回流方法的不同，也可分为自然循环与强制循环。
➢电加热
是一种操作方便、热效率高、便于实现自控和遥控的一种高温加 热方法。有电阻加热、感应电流加热、短路电流加热三种类型。
➢烟道气加热
用煤气、天然气、石油加工废气或燃料油等燃烧时产生的高温烟 道气作热源加热设备，可用于300℃以上的高温加热。缺点是热 效率低，给热系数小，温度不易控制。可用于300℃以上的高温 加热。
1. 练习
1. 适用于粘稠物料的搅拌器是 ________。 2. A、框式 B、推进式 C、涡轮式 D、桨式 3. 对低粘度均相液体混合，应优先选择____________搅拌器。 4. A、螺带式 B、涡轮式 C、桨式 D、推进式 5. 对于气-液分散过程，应优先选择____________搅拌器。 6. A、锚式 B、涡轮式 C、桨式 D、推进式 7. 为维持200℃的反应温度，工业生产上常用_______作载热体。 8. A、水 B、导生油 C、熔盐 D、烟道气 反应器内壁衬有橡胶、瓷砖等非金属材料时，不宜采用夹套式换热。 含有固体颗粒的物料及粘稠的物料，不宜采用蛇管式换热器。
➢高压汽水混合物 个别设备需高温加热时，较经济可行。可用于温度为200-250℃的
加热要求。
➢有பைடு நூலகம்载热体
利用某些有机物常压沸点高、熔点低、热稳定性好等特点可 提供高温的热源。它的突出优点是能在较低的压力下得到较高 的加热温度。
当加热温度在250℃时，可采用液体联苯混合物加热，可有 三种加热方案：自然循环加热法、强制循环加热法、夹套浴热 法。
高温热源的选择
一般的低压饱和水蒸汽加热时最高只能达到150-160℃，需要更高 温度时则需考虑高温热源的选择问题。化工厂常用的高温热源有以下 几种：
➢压力高的饱和水蒸汽 压力可达一至数MPa，来源有高压蒸汽锅炉、利用反应热的废热
锅炉或热电站的蒸汽透平。 缺点:需高压管道输送蒸汽，费用高，且远距离输送时热损失大。
夹套内通蒸汽时，其蒸汽压力一般不超过0.6MPa。当 反应器的直径大或者加热蒸汽压力较高时，夹套必须采取加 强措施。分支撑短管加强的“蜂窝夹套”，冲压式蜂窝夹套， 角钢焊在釜的外壁上夹套。
列管式
对于大型反应釜，需高速传热时，可在釜内安装列 管式换热器。
外部循环式
当反应器的夹套和蛇管传热面积仍不能满足工艺要求，或 由于工艺的特殊要求无法在反应器内安装蛇管而夹套的传热 面积又不能满足工艺要求时，可以通过泵将反应器内的料液 抽出，经过外部换热器换热后再循环回反应器内。
釜式反应器的传热
换热装置
换热装置是用来加热或冷却反应物料，使之符合工艺要求 的温度条件的设备。
其结构型式主要有夹套式、蛇管式、列管式、外部循环式 等，也可用直接火焰或电感加热。
夹套式 夹套是套在反应器筒体外面能形成密封空间的容器，既简单
又方便。
夹套的高度取决于传热面积，而传热面积由工艺要求确定。 夹套高度一般应高于料液的高度，应比釜内液面高出50－ 100mm左右，以保证传热。