釜式反应器的结构和分类以及选型解答

釜式反应器在有机化工生产和精细化工生产中应用十分广泛。不但用于酯化反应、皂化反应这样的均相反应，而且也广泛用于除气相反应以外的几乎所有的反应，如液相、液液相、液固相、气液固相反应等。

01 釜式反应器结构

釜式反应器也称反应釜，它主要由搅拌器、罐体、夹套、压出管、人孔、轴封、传动装置和支座等部分构成。

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

02 装填系数

1）装填系数一般取0.6-0.85；

2）如物料在反应过程中呈泡沫或沸腾状态，取0.6-0.7；

3）如物料在反应过程中比较平稳，取0.8-0.85。

03 搅拌器的作用和分类

1）混合：体系中的不同物质混合均匀。

2）搅动：物料强烈流动，提高传热、传质速率。

3）悬浮：细小颗粒在液体中均匀悬浮，防止沉降、加速溶解等。

4）分散：气体或液体充分分散成细小气泡或液滴，促进传质和反应，控制粒度。

反应釜搅拌类型根据不同的搅拌方式和搅拌结构可以分为多种类型。以下是一些常见的反应釜搅拌类型：

按搅拌方式分：

1）锚式搅拌：通过在反应釜内壁上固定锚形或刮板形的搅拌器，使反应物料在反应釜内壁上形成循环流动，从而实现搅拌效果。

2）桨叶式搅拌：通过安装在反应釜顶部或底部的桨叶形搅拌器，使反应物料在釜内形成强烈的涡流和对流，从而实现搅拌混合效果。

3）框架式搅拌：通过安装在反应釜壁上的框架形搅拌器，使反应物料在框架内形成循环流动，从而实现搅拌效果。

4）螺带式搅拌：螺旋叶片通过旋转将物料向上提升，然后再自由落下，从而实现了充分混合和均匀分布。

5）螺旋式搅拌：通过在反应釜内部安装螺旋形搅拌器，使反应物料在螺旋叶片的推动下实现循环流动和搅拌混合。

按加热/冷却方式分类

1）水加热反应釜

当对温度要求不高时，可采用这种加热方式。其加热系统有敞开式和密闭式两种。

敞开式较简单，它由循环泵、水槽、管道及控制阀门的调节器组成。当采用高压水时，设备机械强度要求高，反应釜外表面焊上蛇管，蛇管与釜壁有间隙，使热阻增加，传热效果降低。

2）蒸汽加热反应釜

加热温度在100℃以下时，可用一个大气压以下的蒸汽来加热；当加热范围是100-180℃时，用饱和蒸汽；当温度更高时，可采用高压过热蒸汽。

3）其他介质加热的反应釜

若工艺要求必须在高温下操作，或欲避免采用高压的加热系统时，可用其它介质来代替水和蒸汽，如矿物油(275-300℃)、联苯醚混合剂(沸点258℃)、熔盐(140-540℃)、液态铅(熔点327℃)等。

4）电加热反应釜

将电阻丝缠绕在反应釜筒体的绝缘层上，或安装在离反应釜若干距离的特设绝缘体上，便可用电来加热反应。前三种方法获得高温均需在釜体上增设夹套，由于温度变化的幅度大，使釜的夹套及壳体承受温度变化而产生温差压力。

采用电加热时，设备较轻便简单，温度较易调节，而且不用泵、炉子、烟囱等设施，开动也非常简单，危险性不高，成本费用较低，但操作费用较其它加热方法高，热效率在85%以下，因此适用于加热温度在400℃以下和电能价格较低的地方。

按釜体材质分：

1）碳钢反应釜

适用于不含腐蚀性液体的环境，比如某些油品的加工。

2）不锈钢反应釜

具有优良的机械性能，可承受较高的工作压力，也可承受块状固体物料中料时的冲击。

耐热性能好，工作温度范围广（-196—600℃），在较高温度下不会氧气起皮，可用于直接明火加热。

具有较高的耐磨腐蚀性能。

传热效果好，升温和降温速度快。

具有优良的加工性能，可按不同的工艺要求，制成各种不同形状结构的反应釜，还可以打磨抛光。

3）搪玻璃反应釜

是将含高二氧化硅的玻璃，衬在钢制容器的内表面，经高温灼烧而牢固地密着于金属表面上成为复合材料制品。因此搪玻璃反应釜具有玻璃的稳定性和金属强度的双重优点，是一种优良的耐腐蚀设备。

4）钢衬反应釜

用钢材做基体进行衬里，比如外面一层钢管，里面可以衬上橡胶，塑料等，以实现纯钢材无法避免的问题，如腐蚀介质，高温或低温介质。常见的有钢衬PE反应釜、钢衬ETFE反应釜等。

钢衬PE反应釜，内衬材料是聚乙烯，适用液态的食品以及及药品的提炼。

钢衬ETFE反应釜，内衬材料是乙烯-四氟乙烯共聚物。这种反应釜防腐性能极其优良，能抗各种浓度的酸、碱、盐、强氧化剂、有机化合物及其它具有强腐蚀性的化学介质。

04 搅拌装置的选型

1）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，如螺带式、锚式、框式。

2）按搅拌目的选型

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。

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。

本文内容来源化工707等公开信息，责任编辑：胡静，审核人：李峥

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