机械搅拌反应器搅拌釜式反应器资料
搅拌釜式反应器搅拌釜式反应器
NRe<10, 液体在桨叶附近呈滞流旋转流动，桨叶无液 体吐出，釜内其余部分为流体停滞区（死角）； NRe~10, 桨叶端有吐出流产生，并引起整个釜内流体 的上下循环流动，处于层流; NRe100~1000,处于过渡流，桨叶周围流体为湍流状态， 上下循环仍然为滞流，雷诺数增大，湍动程度增大； NRe>1000,整个釜内上下循环流动都处于湍动状态， 无挡板时会引起漩涡，当D(桨叶直径)/T(釜径)<0.1时， 釜内流体虽为湍流，但上下循环流不会遍及整个釜 内，易出现死角。
高粘流体搅拌器有： 锚式、框式、锯齿圆盘式、 螺旋桨式、螺带式（单螺带、 双螺带）、螺旋—螺带式等。
搅拌器在容器内安装方式:
(a) 垂直偏心式
(b) 底插式
(c) 侧插式
(d) 斜插式
(e) 卧式
桨叶旋转时，平板桨面与轴平行，液体仅以切线方向离开桨叶，主要 是水平液流，所以搅动不激烈。为了增强轴向流动，可将平桨倾斜一 定角度而成斜，此时桨叶面与轴不平行，旋转时液流除切线方向离开 桨叶外还有向上或向下的垂直液流，所以搅拌较为激烈。
原料配制槽、加料罐、
凝聚罐、浆料沉析槽、贮槽
机械搅拌作用：混合、搅动、悬浮、分散
混合：体系中的不同物质混合均匀。 搅动：物料强烈流动，提高传热、传质速率。 悬浮：细小颗粒在液体中均匀悬浮，防止沉降、加速溶解等。
分散：气体或液体在液体中充分分散成细小气泡或液滴，促
进传质和反应，控制粒度。
搅拌釜应具有的功能：
⒉ 换热元件
tj
t
D Dj
D Dj
t
D
D Dj
tj
Dj
(a) 圆筒型
(b) U型
釜式反应器的结构
釜式反应器的结构
釜式反应器又称:槽型反应器或锅式反应器
一种低高径比的圆筒形反应器，用于实现液相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。
反应器内常设有搅拌（机械搅拌、气流搅拌等）装置。
在高径比较大时，可用多层搅拌桨叶。
在反应过程中物料需加热或冷却时，可在反应器壁处设置夹套，或在器内设置换热面，也可通过外循环进行换热。
操作时温度、浓度容易控制，产品质量均一。
在化工生产中，既可适用于间歇操作过程，又可用于连续操作过程；可单釜操作，也可多釜串联使用；但若应用在需要较高转化率的工艺要求时，有需要较大容积的缺点。
通常在操作条件比较缓和的情况下，如常压、温度较低且低于物料沸点时，釜式反应器的应用最为普遍。
一、釜式反应器基本结构
釜式反应器的基本结构主要包括: 反应器壳体、搅拌装置、密封装置、换热装置、传动装置。
壳体结构：一般为碳钢材料，筒体皆为圆筒型。
釜式反应器壳体部分的结构包括筒体、底、盖（或称封头）、手孔或人孔、视镜、安全装置及各种工艺接管口等。
封头；反应釜的顶盖，为了满足拆卸方便以及维护检修。
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。
手孔、人孔：为了检查内部空间以及安装和拆卸设备内部构件。
视镜:观察设备内部物料的反应情况，也作液面指示用。
工艺接管:用于进、出物料及安装温度、压力的测定装置。
搅拌设备的基本结构与选型
6、抗振性好，对旋转轴的振动、偏摆以及轴对密封腔的偏斜不敏感；
7、适用范围广，能用于高温、低温、高压、真空、不同旋转频率，以及各种腐蚀性介质和含磨粒介质的密封。
正是由于机械密封的上述优点，其在搅拌设备上已被广泛使用。
机械密封有单端面机械密封和双端面机械密封两种，单端面机械密封价格较低，当单端面机械密封不能达到要求时，需用双端面机械密封。
搅拌设备的基本结构与选型
1.搅拌容器
搅拌容器常被称作搅拌釜（或搅拌槽），当搅拌设备用作反应器时，又被称为搅拌釜式反应器，有时简称反应釜。
釜体的结构型式通常是立式圆筒形，其高径比值主要依据操作是容器装液高径比以及装料系数大小而定。而容器的装液高径比又视容器内物料的性质、搅拌特征和搅拌器层数而异，一般取1～1.3，最大时可达6。釜底形状有平底、椭圆底、锥形底等有时亦可用方形釜。同时，根据工艺的传热要求，釜体外可加夹套，并通以蒸气、冷却水等载热介质；当传热面积不足时，还可在釜体内部设置盘管等。
2.2 搅拌轴
搅拌设备中的电动机输出的动力是通过搅拌轴传递给搅拌器的，因此搅拌轴必须足够的强度。同时，搅拌轴既要与搅拌器连接，又要穿过轴封装置以及轴承、联轴
器等零件，所以搅拌轴还应有合理的结构、较高的加工精度和配合公差。
4.轴封
轴封是搅拌设备的重要组成部分。轴封属于动密封，其作用是保证搅拌设备内处于一定的正压或真空状态，防止被搅拌的物料逸出和杂质的渗入，因而不是所有的转轴密封型式都能用于搅拌设备。在搅拌设备中，最常用的轴封有液封、填料密封和机械密封等。
4.1 液封
当搅拌设备内工作压力为常压，轴封的作用仅是为了防止灰尘与杂质进人内部工作介质，或者隔离工作介质与搅拌设备周围的环境介质相互接触时，可选用液封。液封结构简单，没有与传动轴直接接触引起摩擦的零件。但为保证圆柱形壳体或静止元件与旋转元件之间的间隙符合设计要求，其密封部位零件的加工、安装要求较高。
理想混合连续搅拌釜式反应器(CSTR)
理想混合状态
物料在反应器内达到完全混合，不存在浓度和温度 的梯度分布。
反应器内各点的物料性质（如浓度、温度等）完全 相同，且随时间保持不变。
在理想混合状态下，反应器的性能达到最优，反应 效率和产物质量得到保证。
03
CSTR反应器的数学模型
物料平衡方程
进入反应器的物料流量与离开 反应器的物料流量相等，即输 入等于输出。
用于连续加入反应物和排出产物，实现连续化生产 。
工作流程
01
02
03
04
物料进入
反应物通过进料口连续加入反 应器内。
充分混合
在搅拌装置的作用下，物料在 反应器内充分混合，达到浓度 和温度的均匀分布。
反应进行
在适宜的反应条件下，物料在 反应器内进行化学反应。
产物排出
反应完成后，产物通过出料口 连续排出反应器。
100%
平均停留时间
表示物料在反应器内的平均停留 时间，影响反应器的生产能力和 产品质量。
80%
停留时间分布曲线
通过实验测定，可直观反映反应 器内物料的停留时间分布情况。
转化率与选择性
转化率
表示原料在反应器内转化为产 品的程度，是衡量反应器性能 的重要指标。
选择性
表示在给定转化率下，生成目 标产物的能力，反映反应器的 选择性能。
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感谢聆听
缺点与挑战
能耗较高
连续搅拌过程需要消耗大量能量，导致CSTR反应器的能耗相对较 高。
设备复杂度高
CSTR反应器结构复杂，涉及搅拌、传热、传质等多个过程，设备 设计、制造和维护难度较大。
放大效应
在将实验室规模的CSTR反应器放大至工业生产规模时，可能会遇到 放大效应问题，影响反应器的性能和产物质量。
化学反应工程第2讲 釜式反应器资料
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• 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。
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1、式搅拌器主要用于流体的循环， 不能用于气液分散操作。 2、折叶式比平直叶式功耗少，操 作费用低，故折叶桨使用较多。
桨式搅拌器常用参数（表8-5）
推进式搅拌器
推进式搅拌器常用参数（表8-6）
推进式搅拌器的特点
轴向流搅拌器
循环量大，搅拌功率小
常用于低粘流体的搅拌 结构简单、制造方便
搅拌器的常见种类及其应用
• 5、锚式搅拌器 • 锚式搅拌器顾名思义，叶片形状与船 舶的锚极为相似。锚式搅拌器的叶片尺寸 与搅拌槽尺寸相近，两者在组合后只留有 极小的间隙，这样锚式搅拌器的叶片在旋 转时能清除搅拌槽内壁上的反应物，维持 搅拌器的搅拌效果。 • 锚式搅拌器可用于搅拌粘度较高的物料。
6、螺带式搅拌器 • 螺带式搅拌器的叶片为螺带状，螺带的数 量为两到三根，被安装在搅拌器中央的螺 杆上，螺带式搅拌器的螺距决定了螺带的 外径。螺带式搅拌器通常是在层流状态下 操作。 • 适用于粘稠度高的液体和拟塑性的流体混 合。
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• 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。 • 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。
机械搅拌反应器(搅拌釜式反应器)课件
02 机械搅拌反应器的设计
设计原则
满足工艺要求
根据生产工艺要求，确定搅拌 反应器的规格、材质和结构形
式。
优化操作性能
提高搅拌效果，降低能耗，保 证物料混合均匀，提高生产效 率。
考虑安全因素
确保设备安全可靠，防止泄漏 、超压等事故发生。
便于维修保养
设计应便于设备的维修、清洗 和更换部件。
结构设计
工作原理
通过搅拌桨在反应釜内快速旋转，使 物料在釜内受到强烈的搅拌和混合作 用，从而加速化学反应的进行。
类型与特点
类型
根据搅拌桨的结构和形状，机械搅拌反应器可分为多种类型，如锚式、推进式 、涡轮式等。
特点
机械搅拌反应器具有结构简单、操作方便、适应性强等优点，适用于各种不同 的化学反应和工艺过程。
应用领域
密封装置的选择与设计
根据工艺要求选择合适的密封 形式（如填料密封、机械密封
等）。
根据密封形式选择合适的密封 材料，以确保密封可靠、耐腐
蚀和寿命长。
足工艺要 求和安全性能。
对密封装置进行强度和动力学 分析，以确保其能够满足工艺 要求和安全性能。
03 机械搅拌反应器的操作与 维护
案例二：某制药企业的搅拌釜式反应器
总结词
高安全性、高可靠性
详细描述
该制药企业采用机械搅拌反应器进行药物合成和生物发酵过程。由于制药行业的 特殊性，该反应器设计注重安全性和可靠性，采用先进的控制系统和材料，确保 生产过程的安全和稳定。
案例三：某科研机构的搅拌釜式反应器
总结词
高精度、高灵敏度
详细描述
维护与保养
01
定期检查
定期对机械搅拌反应器的电机、 减速机、搅拌桨等关键部件进行
机械搅拌反应器(搅拌釜式反应器)资料
(a) 涡轮式或桨 式搅拌器 导流筒置于 桨叶的上方
(b)推进式搅拌器 导流筒套在桨 叶外面，或略 高于桨叶
图17-16 导流筒
结构
通常导流筒上端低于静液面，筒身上开孔或槽， 当液面降落后流体仍可从孔或槽进入导流筒。
导流筒将搅拌容器截面分成面积相等的两部分， 导流筒直径约为容器直径的70%。
注：n－转速； v－叶端线速度； Bn－叶片数； d－搅拌器直径；D－容器内径：θ－折叶角。
2. 推进式搅拌器 推进式搅拌器（又称船用推进器） 常用于低粘流体中。
结构
标准推进式搅拌器有三瓣叶 片，其螺距与桨直径d相等。 它直径较小，d/D=1/4～1/3， 叶端速度一般为 7～10 m/s， 最高达15 m/s。
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
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DD
t
DD
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Dj Dj
tj
Dj Dj
(a) 圆筒型
(b) U型 图17-2 整体夹套
连接方式
可拆卸式 不可拆卸式
用于夹套内载热介质易结 垢、需经常清洗的场合。
夹套肩与筒体的联接处， 做成锥形的称为封口锥， 做成环形的称为封口环， 见图17—3。
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。
常用参数见表17-6
表17-6 推进式搅拌器常用参数
常用运 常用介质
常用尺寸
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
反应釜的基础知识
反应釜的基础知识反应釜普遍应用于石泊化工、橡胶、农药、燃料、医药等工业，用来完成化工工艺过程的反应。
反应釜内进行化学反应的种类很多，操作条件差异特别大，物料的聚集状态也各不一样。
反应釜具备如下的特点：操作灵活方便。
可以按工艺要求进行间歇式、半间歇式及连续操作；温度易于控制。
根据生产需要，可以控制生产的时间，易于控制反应速率。
由于工艺条件，介质不同，反应釜的材料选择及结构也不一样，但基本组成是相同的，它包括釜体、工艺接管、传动装置等。
这里主要介绍机械釜式反应器的结构。
机械搅拌式反应器适用于各种物性和各种操作条件的反应过程，在工业生产工应用非常广泛。
搅拌反应器由搅拌器和搅拌机两大部分组成。
搅拌容器包括筒体、换热元件及内构件。
一、搅拌容器搅拌容器的作用是为物料反应提供合适的空间。
搅拌容器的筒体基本上是圆筒，封头常采用椭圆形封头、锥形封头和平盖，其中椭圆形封头应用最广。
根据工艺需要，容器上装有各种接管，以满足进料、出料、排气等要求。
设置外加套或内盘管，以便于加热物料或取走反应热。
上封头焊有凸缘法兰，用于搅拌容器与机架的连接。
容器上还设置有温度、压力传感器，测量反应物的温度、压力、成分及其他参数。
支座选用时应考虑容器的大小和安装位置，小型的反应器一般用悬挂式支座，大型的用裙式支座或支承式支座。
二、反应釜的传热元件反应釜的传热元件可以维持反应的最佳温度，反应釜设置夹套的换热面积能满足传热要求时，优先采用夹套，这样可减少容器内构件，便于清洗，不占用有效容积。
常用的换热元件有夹套和内盘管。
三、反应釜的夹套结构反应釜的夹套是在容器的外侧，用焊接或法兰连接的方式装设各种形状的钢结构，使其与容器外壁形成密闭的空间。
在此空间内通人加热或冷却介质，可加热或冷却容器内的物料。
反应釜夹套的主要结构型式有：整体夹套、型钢夹套、半圆管夹套和蜂窝夹套等。
机械搅拌反应器(搅拌釜式反应器)课件
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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
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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。
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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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(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。
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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
釜式反应器
11.2 化工CSTR系统动态特点分析釜式反应器是一种低高径比的圆筒形反应器，用于实现液相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。
器内常设有搅拌（机械搅拌、气流搅拌等）装置。
在高径比较大时，可用多层搅拌桨叶。
在反应过程中物料需加热或冷却时，可在反应器壁处设置夹套，或在器内设置换热面，也可通过外循环进行换热。
釜式反应器按操作方式可分为：间歇釜式反应器（或称间歇釜）、连续釜式反应器（或称连续釜）、半连续釜式反应器。
本项目所研究的预报对象是连续釜式反应器。
连续搅拌釜式反应器（Continuous Stirred Tank Reactor，CSTR），操作方式为连续进料、连续反应、连续出料，为带有搅拌桨叶的槽式反应设备。
在稳态操作时，反应器同一部位的操作参数不随时间而变，有利于产品质量控制和过程自动控制。
与间歇反应器操作方式不同，没有装料、卸料、升温等不发生化学反应的辅助时间，因而生产能力较大，辅助劳动少。
适用于反应速度慢的液相反应，使用时可用单个反应槽(釜)，也可把几个反应槽(釜)串联成一组。
CSTR是聚合化学反应中广泛使用的一种反应器，是过程工业中典型的、高度非线性的化学反应系统。
在化工生产的核心设备中占有相当重要的地位，在染料、医药试剂、食品及合成材料工业中，CSTR 得到了广泛的应用。
在CSTR中，反应原料以稳定的流速进入反应器，反应器的反应物料以同样稳定流速流出反应器。
由于强烈搅拌的作用，刚进入反应器的新鲜物料与已存留在反应器的物料在瞬间达到完全混合，使釜内物料的浓度和温度处处相等。
同样，在反应器出口处即将流出反应器的物料浓度也应该与釜内物料浓度一致，因此流出反应器的物料浓度与反应器内的的物料浓度相等。
连续搅拌釜式反应器中的反应速率即由釜内物料的温度和浓度决定。
CSTR系统模型如下图所示：图11-2 CSTR系统工作原理图由于CSTR系统大多进行的是高温、高压反应，原料、中间体和产品大多具有易燃、易爆等特性，稍有疏忽就很容易出现故障，发生事故。
机械搅拌反应器-搅拌釜式反应器资料
机械搅拌反应器-搅拌釜式反应器资料CATALOGUE目录•机械搅拌反应器概述•搅拌釜式反应器的基本结构与工作原理•搅拌釜式反应器的设计与选型•搅拌釜式反应器的操作与维护•搅拌釜式反应器的改进与发展趋势•搅拌釜式反应器与其他反应器的比较CHAPTER机械搅拌反应器概述定义特点定义与特点化工生产制药行业食品行业030201机械搅拌反应器的应用范围历史发展机械搅拌反应器的历史与发展CHAPTER搅拌釜式反应器的基本结构与工作原理基本结构在反应过程中，物料在釜体中不断混合、分散和碰撞，促进反应的进行。
密封装置确保反应器内压力的稳定，使反应过程更加稳定和可控。
搅拌釜式反应器的工作原理是利用搅拌装置对反应物料进行混合和分散，同时通过加热/冷却装置控制反应温度。
工作原理搅拌釜式反应器的优缺点优点适用于多种化学反应，如聚合、缩合、氧化等。
010201020304CHAPTER搅拌釜式反应器的设计与选型明确设计目标确定搅拌釜式反应器的使用目的和工艺要求，如反应类型、物料特性、产能等。
根据使用目的和工艺要求，确定关键设计参数，如搅拌器形状、尺寸、转速，釜体直径、高度、材料等。
根据物料的特性，选择适宜的搅拌器类型和材质，以实现均匀混合、分散、防止沉降等效果。
根据工艺要求，选择适宜的传热方式，如夹套、内盘管等，确保反应过程的温度控制。
根据釜体直径和高度，选择适宜的支承和传动方式，确保设备的稳定性和运行可靠性。
确定设计参数确定传热方式确定支承和传动方式选择适宜的搅拌器设计原则与流程设备成本综合考虑设备购置、维护、使用等成本，选择性价比高的设备型号。
行业标准参照行业标准，选择符合环保、安全、质量等标准的设备型号。
工艺要求不同的工艺要求对设备的结构、材质、性能等有不同的要求，需根据具体情况进行选择。
物料特性物料的密度、粘度、腐蚀性等物理化学性质对搅拌釜式反应产能需求根据实际产能需求，选择适宜的设备型号，确保满足生产要求。
选型依据与标准设计实例一设计实例二搅拌釜式反应器设计实例CHAPTER搅拌釜式反应器的操作与维护操作步骤1. 检查设备是否处于安全状态，包括紧固件是否松动、设备是否清洁等。
反应器类型
反应器类型
反应器类型
1、管式反应器
由长径比较大的空管或填充管构成，可用于实现气相反应和液相反应。
2、釜式反应器
由长径比较小的圆筒形容器构成，常装有机械搅拌或气流搅拌装置，可用于液相单相反应过程和液液相、气液相、气液固相等多相反应过程。
用于气液相反应过程的称为鼓泡搅拌釜（见鼓泡反应器）；用于气液固相反应过程的称为搅拌釜式浆态反应器。
3、有固体颗粒床层的反应器
气体或（和）液体通过固定的或运动的固体颗粒床层以实现多相反应。
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(a)封口锥 图17-3 夹套肩与筒体的连接结构 (b)封口环Biblioteka t1t2dd11
t1
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t1
t3
d1
封口锥 图17-4 夹套底与封头连接结构
封口环
介质流通特点
载热介质流经夹套与筒体的环形面积，流道面积大、 流速低、传热性能差。
提高传热效率的措施：
① 在筒体上焊接螺旋导流板，减小流道截面积， 增加冷却水流速，见图17－1；
② 进口处安装扰流喷嘴，使冷却水呈湍流状态， 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。
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
(a)螺旋形角钢互搭式 图17-5 型钢夹套结构
搅拌机顶插式中心安装 立式圆筒的三种基本流型 流型
径向流 轴向流 切向流
图17-12 搅拌器与流型 (a) 径向流
(a)径向流
流体流动方向垂直于 搅拌轴，沿径向流动， 碰到容器壁面分成二 股流体分别向上、向 下流动，再回到叶端， 不穿过叶片，形成上、 下二个循环流动。
图17-1 通气式搅拌反应器
典型结构
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。
5. 传感器，测量反应物的温度、压力、成分及其它参 数。
成高湍动的充分混合区，并产生一股高速射流推动液 体在搅拌容器内循环流动。 流型 流体循环流动的途径。
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。
(b)角钢螺旋形缠绕
3．半圆管夹套
特性—— 半圆管或弓形管由带材压制而成，加工方便。 当载热介质流量小时宜采用弓形管。
缺点：焊缝多，焊接工作量大， 筒体较薄时易造成焊接 变形。见图17—6。
结构
螺旋形缠绕在筒体外侧 沿筒体轴向平行焊在筒体外侧
图17-7
沿筒体圆周方向平行焊接在筒体外侧
(a) 半圆管 图17-6 半圆管夹套二种结构
D1
t1
D2
t2 b
夹套向内折边与筒 体贴合好, 再进行 焊接的结构
A A向
图17-8 折边式蜂窝夹套
D1
t1
D2
b
e
图17-9 短管支撑式蜂窝夹套
min
d 用冲压的小锥体 或钢管做拉撑体。 蜂窝孔在筒体上 呈正方形或三角 形布置
二、内盘管
常采用 内盘管
当反应器的热量仅靠外夹套传热，换热面积不够时
图17-6 半圆管夹套二种结构
L3
L2
t1 L
b
L3
(a)螺旋形缠绕
图17-7 半圆管夹套的安装
t1 D
图17-6 半圆管夹套的安装
(b) 平行排管
4．蜂窝夹套
特点
以整体夹套为基础，采取折边或短管等加强措施； 提高筒体的刚度和夹套的承压能力，减少流道面积； 减薄筒体壁厚，强化传热效果。
结构
折边式 拉撑式
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
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；
11—夹套； 12—载热介质出口； 13—挡板； 14—螺旋导流板； 15—轴向流搅拌器； 16—径向流搅拌器； 17—气体分布器； 18—下封头； 19—出料口； 20—载热介质进口； 21—气体进口
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。
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。
结构型式
整体夹套 型钢夹套 半圆管夹套 蜂窝夹套等
表17—2 各种碳钢夹套的适用温度和压力范围
夹套型式 整体夹套 U型
圆筒型 型钢夹套 蜂窝夹套 短管支撑式 折边锥体式 半圆管夹套
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
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
t
DD
t
DD
tj
Dj Dj
tj
Dj Dj
(a) 圆筒型
(b) U型 图17-2 整体夹套
连接方式
可拆卸式 不可拆卸式
用于夹套内载热介质易结 垢、需经常清洗的场合。
夹套肩与筒体的联接处， 做成锥形的称为封口锥， 做成环形的称为封口环， 见图17—3。
结构特点 浸没在物料中，热量损失小，传热效果好，检修较困难。
分类
螺旋形盘管 竖式蛇管
图17-10 图17-11
D
图17-10 螺旋形盘管
d
D
对称布置的几组 竖式蛇管：
传热 挡板作用
d
图17-11竖式蛇管
搅拌器
1、 搅拌器与流动特征
定义 搅拌器又称搅拌桨或搅拌叶轮，是搅拌反应器的关键 部件。
功能 提供过程所需要的能量和适宜的流动状态。 原理 搅拌器旋转时把机械能传递给流体，在搅拌器附近形
6. 支座，小型用悬挂式支座，大型用裙式支座或支承 式支座。
7. 装料系数（对容积而言），通常取0.6～0.85。有 泡沫或呈沸腾状态取0.6～0.7；平稳时取0.8～0.85。
容积
直立式搅拌容器 筒体和下封头两部分容积之和
卧式搅拌容器
筒体和左右两封头容积之和
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
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。
一、夹套结构
夹套
在容器外侧，用焊接或法兰连接方式装设各种形 状的钢结构，使其与容器外壁形成密闭的空间。 此空间内通入加热或冷却介质，可加热或冷却容 器内的物料。