机械搅拌反应器过程设备设计

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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8.2 机械搅拌反应器
过程设备设计
应用
百度文库
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
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
直立式搅拌容器 容积 卧式搅拌容器
筒体和下封头两部分容积之和
筒体和左右两封头容积之和
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表8—3 几种搅拌设备筒体的高径比 种类 一般搅拌罐 罐内物料类型 液-固相、液－液相 气－液相 高径比 1～1.3 1～2
聚合釜
发酵罐类
悬浮液、乳化液
发酵液 搅拌容器的强度计算和
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8－7； 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。
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2．型钢夹套 构成——角钢与筒体焊接组成，见图8—11。
tj
D Dj
D Dj
(a) 圆筒型
(b) U型 图8—8 整体夹套
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8.2 机械搅拌反应器
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用于夹套内载热介质易结
可拆卸式 连接方式 不可拆卸式 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8—9。
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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。 整体夹套
结构型式
型钢夹套 半圆管夹套 蜂窝夹套等
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表8—4
各种碳钢夹套的适用温度和压力范围 最高温度/℃ 最高压力/MPa
夹套型式
整体夹套
型钢夹套 蜂窝夹套
U型
圆筒型 短管支撑式
350
300 200 200
第五章
第六章
储存设备(8学时)
换热设备(8学时)
过程设备设计（下）
第七章 第八章 塔设备(8学时) 反应设备(6学时)
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第八章 反应设备
第一节
第二节 第三节
概
述
机械搅拌反应器 机械搅拌设备技术进展概述
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8.2 机械搅拌反应器
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8.2.1基本结构 (P368)
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
0.6
1.6 2.5 2.5
折边锥体式 半圆管夹套
250 350
4.0 6.4
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圆筒和下封头都包有夹套，传 热面积大，最常用结构
U型
1. 整体夹套 圆筒型 传热面积较小，适用于换热 量要求不大的场合
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tj
t
D Dj
D Dj
t
(b)弓形管
b2
图8—12
t1 b1
半圆管夹套二种结构
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L3
t1 L b L3
(a)螺旋形缠绕
L2
图8—13
半圆管夹套的安装
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D
t1
(b)平行排管
图8—13 半圆管夹套的安装
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4．蜂窝夹套
筒体较薄时易造成焊接
变形。见图8—12。 螺旋形缠绕在筒体外侧
结构
图8—13
沿筒体轴向平行焊在筒体外侧 沿筒体圆周方向平行焊接在筒体外侧
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b1
半圆管横截面重心 (a) 半圆管
t1
e2 b2
图8－12 半圆管夹套二种结构
D
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弓形管横截面重心
沿筒体外壁轴向布置 结构 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8—11 型钢夹套结构
19 (b)角钢螺旋形缠绕
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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，
D D
Dj
Dj
(a)封口锥
图8—9
15 夹套肩与筒体的连接结构 (b)封口环
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t
1
2
d d1
1
t1 d1
t
t
2
t
t
3
注意：这条线在制 图上的表达 封口锥 图8—10 夹套底与封头连接结构 封口环
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1
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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。
图8-7 通气式搅拌反应器 典型结构
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8.2.2 搅拌容器 (P368)
8.2.2.1 搅拌容器 (P368)
结构
1. 圆筒体，封头（椭圆形、锥形和平盖，椭圆 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。
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；
由搅拌器、搅拌轴及其密封 装置、传动装置等组成
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8.2 机械搅拌反应器
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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
4. 上封头焊有凸缘法兰，用于搅拌容器与机架 的连接。
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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。
2.08～3.85
1.7～2.5
稳定性分析方法见本书第4章
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8.2.2.2 换热元件 (P369) 优先采用夹套，减少 夹套 换热元件 内盘管 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
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。