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
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径向流 轴向流 切向流
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 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。
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t 2 t 1 t 2 t 1
t1
t3
dd11
d1
封口锥 图17-4 夹套P底PT学与习交封流头连接结构
封口环
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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，
(a) 圆筒型
(b) U型
图P1P7T学-2习交整流 体夹套
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连接方式
可拆卸式
用于夹套内载热介质易结 垢、需经常清洗的场合。
不可拆卸式
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。
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(a)封口锥 图17-3 夹套PP肩T学与习交筒流 体的连接结构 (b)封1口3 环
结构型式
整体夹套 型钢夹套 半圆管夹套 蜂窝夹套等
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表17—2 各种碳钢夹套的适用温度和压力范围
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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
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t
DD
t
DD
tj
Dj Dj
tj
Dj Dj
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
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
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D
图17-10 螺旋形盘管
d
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D
对称布置的几组 竖式蛇管：
传热 挡板作用
d
PPT学习交流 图17-11竖式蛇管 28
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5. 传感器，测量反应物的温度、压力、成分及其它参 数。
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
结构
折边式 拉撑式
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D1
t1
夹套向内折边与筒 体贴合好, 再进行 焊接的结构
D2
t2
A
b
A向
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图17-8 折边式蜂窝夹套
D1
t1
D2
e
b
dmin
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图17-9 短管支撑式蜂窝夹套
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
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表17—1 几种搅拌设备筒体的高径比
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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。
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一、夹套结构
夹套
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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。
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
(b)角钢螺旋形17 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
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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。
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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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(a) 半圆管
图17-6 半圆管夹套二种结构
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图17-6 半圆管夹套二种结构
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b L3
L3 L2
L
t1
(a)螺旋形缠绕
图17-7 半圆PPT管学习夹交套流 的安装
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图17-6 半圆管PPT夹学习套交流的安装
D t1
(b)平行排管
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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
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
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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