反应釜和搅拌教学课件PPT.ppt

第三章 反应釜和搅拌1—电动电动机；机；2—减速机；减速机；3—机架；机架；4—人孔；人孔；5—密封装置；密封装置；6—进进料口；料口；7—上封上封头头；；8—筒体：筒体：9—联轴联轴器；器；10—搅搅拌拌轴轴；；11—夹夹套；套；12—载热载热介介质质出口；出口；13—挡挡板；板；14—螺旋螺旋导导流板；流板；15—轴轴向流向流搅搅拌器；拌器；16—径向流径向流搅搅拌器；拌器；17—气体分布器；气体分布器；18—下封下封头头；；19—出料口；出料口；20—载热载热介介质进质进口；口；21—气体气体进进口口　根据材　根据材质质可分可分为为碳碳钢钢反反应应釜、不釜、不锈钢锈钢反反应应釜及搪玻璃反釜及搪玻璃反应应釜（搪瓷釜（搪瓷反反应应釜）3.1 反应釜的分类和选用反应釜的分类和选用常见类型　　根据反应釜的制造结构可分为开式平盖式反应釜、开式对焊法兰式反应釜和闭式反应釜 三大类，每一种结构都有他的适用范围和优缺点反应釜按材质及用途可有以下几种：1、不锈钢反应釜　　不锈钢反应釜由釜体、釜盖、夹套、搅拌器、传动装置、轴封装置、支承等组成材质一般有碳锰钢、不锈钢、锆、镍基（哈氏、蒙乃尔）合金及其它复合材料；根据反应釜的制造结构可分为开式平盖式反应釜、开式对焊法兰式反应釜和闭式反应釜 三大类.2、搪玻璃反应釜　　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搪玻璃反应釜技术规范： 　　1、使用压力：0.2---0.8Mpa 　　2、耐酸性：　对各种有机酸、无机酸、有机溶剂均有较好的抗蚀性 　　3、耐碱性： 　　搪玻璃对碱性溶液抗蚀性较酸溶液差但将我厂搪玻璃试样置于1N氢氧化钠溶液腐蚀，试验温度80℃时间48h 4、操作温度：搪玻璃设备加热和冷却时，应缓慢进行我厂制造的搪玻璃设备使用温度为-20－200℃，耐温急变性≥200℃ 　　5、瓷层厚度：玻璃设备的瓷层厚度0.8-2.3mm，搪玻璃设备附件的瓷层厚度0.6-1.8mm 　　6、耐压电：搪玻璃具有良好的绝缘性，当搪玻璃在规定厚度内用20KV高频电火花检查瓷层时，高频电火花不能击穿瓷层 　　7、耐冲击性：玻璃层的内应力越小，弹性越好，硬度越大，抗弯抗压强度越高，则耐冲击就越好我厂之玻璃层在规定厚度内，用直径30mm，重量112g钢球冲击时，其冲击功为282×10-3J（优等品指标为260×10-3J）　3、磁力搅拌反应釜　　采用静密封结构，搅拌器与电机传动间采用磁力偶合器联接，由于其无接触的传递力矩，以静密封取代动密封，能彻底解决以前机械密封与填料密封无法解决的泄漏问题，使整个介质各搅拌部件完全处于绝对密封的状态中进行工作，因此，更适合用于各种易燃易爆、剧毒、贵重介质及其它渗透力极强的化学介质进行反应，是石油、化工、有机合成、高分子材料聚合、食品等工艺中进行硫化、氟化、氢化、氧化等反应最理想的无泄漏反应设备。

反应釜要经常注意整台设备和减速器的工作情况，减速器润滑油不足应立即补充，电加热介质油每半年要进行更换，对夹套和盖子上等部位的安全阀、压力表、温度表、蒸馏孔、电热棒、电器仪表等要应定期检查，如果有故障要即时调换或修理，设备不用时，一定用温水在容器内外壁全面清洗，经常擦洗锅体，保持外表清洁和内胆光亮，达到耐用的目的保养保养一、一、电动电动机的机的选选用用系列系列功率功率转转速速安装型式安装型式防爆要求防爆要求Y系列系列电动电动机机——全封全封闭闭和自扇冷和自扇冷鼠鼠笼笼型三相异步型三相异步电动电动机机3.2 传动装置传动装置Y系列系列电动电动机型号的机型号的标记标记示例：示例：YB系列系列电动电动机机——全封全封闭闭自扇冷式鼠自扇冷式鼠笼笼型防爆三相异步型防爆三相异步电动电动机机 二、减速机的二、减速机的选选用用立式减速机立式减速机——摆线针齿摆线针齿行星减速机、两行星减速机、两级齿轮级齿轮减速机、减速机、三角皮三角皮带带减速机减速机双双级摆线针轮级摆线针轮减速机减速机 X系列系列摆线针轮摆线针轮减速机减速机 针轮摆线针轮摆线减速机减速机 立式立式涡轮涡轮减速机减速机不不带带支承的机架支承的机架(J—A型型)带带中中间间支承的机架支承的机架(J—B型型)3.3 机架机架3.4底座设计底座设计结构搅拌设备搅拌装置轴 封搅 拌 罐传动装置搅 拌 轴搅 拌 器罐 体附 件 3.5 搅搅 拌拌3.5.1 搅拌器搅拌器 1、、 搅搅拌器与流拌器与流动动特征特征 定义定义功能功能搅搅拌器又称拌器又称搅搅拌拌桨桨或或搅搅拌叶拌叶轮轮，是，是搅搅拌的关拌的关键键部件。

部件提供提供过过程所需要的能量和适宜的流程所需要的能量和适宜的流动动状状态态原理原理搅搅拌器旋拌器旋转时转时把机械能把机械能传递给传递给流体，在流体，在搅搅拌器附近形拌器附近形成高湍成高湍动动的充分混合区，并的充分混合区，并产产生一股高速射流推生一股高速射流推动动液液体在体在搅搅拌容器内循拌容器内循环环流流动动流型流型 流体循流体循环环流流动动的途径一、流型一、流型流型与流型与搅搅拌的关系拌的关系流型与流型与搅搅拌效果、拌效果、搅搅拌功拌功率的关系十分密切率的关系十分密切搅搅拌拌器的改器的改进进和新型和新型搅搅拌器的拌器的开开发发往往从流型着手往往从流型着手流型决定因素流型决定因素取决于取决于搅搅拌器的形式、拌器的形式、搅搅拌拌容器和内构件几何特征，以容器和内构件几何特征，以及流体性及流体性质质、、搅搅拌器拌器转转速等速等因素搅搅拌机拌机顶顶插式中心安装插式中心安装立式立式圆圆筒的三种基本流型筒的三种基本流型径向流径向流轴轴向流向流切向流切向流流型流型流体流流体流动动方向垂直于方向垂直于搅搅拌拌轴轴，，沿径向流沿径向流动动，，碰到容器壁面分成二碰到容器壁面分成二股流体分股流体分别别向上、向向上、向下流下流动动，再回到叶端，，再回到叶端，不穿不穿过过叶片，形成上、叶片，形成上、下二个循下二个循环环流流动动。

a)径向流径向流图图17-12搅搅拌器与流型拌器与流型(a) 径向流径向流流体流流体流动动方向方向平行于平行于搅搅拌拌轴轴，流体由，流体由桨桨叶叶推推动动，使流体向下流，使流体向下流动动，遇到容器底面再，遇到容器底面再向上翻，形成上下循向上翻，形成上下循环环流b)轴轴向流向流图图17-13 搅搅拌器与流型拌器与流型(b) 轴轴向流向流上述三种流型通常同上述三种流型通常同时时存在存在轴轴向流与径向流向流与径向流对对混合起主要作用混合起主要作用切向流切向流应应加以抑制加以抑制采用采用挡挡板可削弱切向流，板可削弱切向流，增增强强轴轴向流和径向流向流和径向流除中心安装的除中心安装的搅搅拌机外，拌机外，还还有偏心式、底插式、有偏心式、底插式、侧侧插式、斜插式、卧式等安装方式，插式、斜插式、卧式等安装方式，见图见图17-14不同方式安装的不同方式安装的搅搅拌机拌机产产生的流型也各不相同生的流型也各不相同图图17-14 搅搅拌器在容器内的安装方式拌器在容器内的安装方式(a) 垂直垂直偏心式偏心式(b) 底插式底插式(c) 侧侧插式插式(d) 斜插式斜插式(e) 卧式卧式挡挡板与板与导导流筒流筒(1) 挡挡板板 目的目的——消除打漩和提高混合效果。

消除打漩和提高混合效果物料粘度小，物料粘度小，搅搅拌拌转转速高，速高，液体随液体随桨桨叶旋叶旋转转，在离心，在离心力作用下涌向内壁面并上力作用下涌向内壁面并上升，中心部分液面下降，升，中心部分液面下降，形成漩形成漩涡涡，称，称为为打漩区打漩打漩——后果后果随随转转速增加，漩速增加，漩涡涡中心下凹到与中心下凹到与桨桨叶接触，外面空气叶接触，外面空气进进入入桨桨叶被吸到液体中，使其密度减小，混合效果降低叶被吸到液体中，使其密度减小，混合效果降低一般在容器内壁面均匀安装一般在容器内壁面均匀安装4块挡块挡板板宽宽度度为为容器直径的容器直径的1/12～～1/10全全挡挡板条件板条件当再增加当再增加挡挡板数和板数和挡挡板板宽宽度，而功率消耗不再增加度，而功率消耗不再增加时时，称，称为为全全挡挡板条件板条件全全挡挡板条件与板条件与挡挡板数量和板数量和宽宽度有关搅搅拌容器中的拌容器中的传热传热蛇管可部分或蛇管可部分或全部代替全部代替挡挡板，装有垂直板，装有垂直换热换热管管时时一般可不再安装一般可不再安装挡挡板图图17-15 挡挡板板 (2) 导导流筒流筒作用作用————上下开口上下开口圆圆筒，安装于容器筒，安装于容器内，在内，在搅搅拌混合中起拌混合中起导导流作用。

流作用(a)涡轮涡轮式或式或桨桨式式搅搅拌器拌器(b) 导导流筒流筒置于置于桨桨叶的叶的上方上方(b)推推进进式式搅搅拌器拌器 导导流筒套在流筒套在桨桨 叶叶外面外面，或略，或略 高于高于桨桨叶叶图图17-16 导导流筒流筒结结构构当当搅搅拌器置于拌器置于导导流筒之下，且容器直径又流筒之下，且容器直径又较较大大时时，，导导流筒的下端直径流筒的下端直径应缩应缩小，使下部开口小小，使下部开口小于于搅搅拌器的直径拌器的直径通常通常导导流筒上端低于静液面，筒身上开孔或槽，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当液面降落后流体仍可从孔或槽进进入入导导流筒导导流筒将流筒将搅搅拌容器截面分成面拌容器截面分成面积积相等的两部分，相等的两部分，导导流筒直径流筒直径约为约为容器直径的容器直径的70%70%流流动动特性特性搅搅拌器从拌器从电动电动机机获获得机械能，推得机械能，推动动物料（流体）运物料（流体）运动动搅搅拌器拌器对对流体流体产产生二种作用，生二种作用，剪切剪切作用和作用和循循环环作用 剪切作用与液剪切作用与液—液液搅搅拌体系中液滴的拌体系中液滴的细细化、化、固固—液液搅搅拌体系中固体粒子的破碎以及气拌体系中固体粒子的破碎以及气—液液搅搅拌体系中气泡的拌体系中气泡的细细微化有关。

微化有关 当当输输入液体的能量主要用于入液体的能量主要用于对对流体的剪切流体的剪切作用作用时时，，则则称称为为剪切型叶剪切型叶轮轮，如径向，如径向涡轮涡轮式、式、锯齿圆盘锯齿圆盘式等 1常见型式 桨式、涡轮式、推进式、锚式、框式、螺带式、螺杆式3.5.2搅搅拌器的型式及拌器的型式及选选型型主要根据物料性质、搅拌目的及各种搅拌器的性能特征物料性质、搅拌目的及各种搅拌器的性能特征来进行Ø按物料粘度选型按物料粘度选型 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，如锚式、框式和桨式Ø按搅拌目的选型按搅拌目的选型（1）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2）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、桨式搅拌器的选型搅拌器的选型选型依据 考虑搅拌的目的、考虑动力消耗等问题(具体选型可以参看表9－1)搅拌器的型式及选型搅拌器的型式及选型搅拌器功率和搅拌器作业功率1 定义 搅拌功率：搅拌过程进行时需要动力，笼统地称这一动力时叫做搅拌功率。

搅拌器功率：为使搅拌器连续运转所需要的功率称为搅拌器功率不包括机械传动和轴封部分所消耗的功率此功率的涉及因素较多，与搅拌器几何参数，搅拌器运行参数有关 搅拌作业功率：搅拌器使搅拌槽中的液体以最佳方式完成搅拌过程所需要的功率叫做搅拌作业功率 最理想状态：搅拌器功率＝搅拌作业功率搅拌器的功率搅拌器的功率2.影响搅拌器功率的因素1）搅拌器的几何参数与运转参数2）搅拌槽的几何参数;3）搅拌介质的物性参数3.从搅拌作业功率的观点决定搅拌过程的功率1）液体单位体积的平均搅拌功率的推荐值(表9－2)搅拌器的功率搅拌器的功率（（1））焊焊接法：制造方便，但接法：制造方便，但强强度不大，拆度不大，拆 卸困卸困难难，常用于直径小的容器中常用于直径小的容器中2）螺）螺钉连钉连接法：螺接法：螺钉钉把把浆浆叶固定在叶固定在轴轴上，上，中中间间有有垫垫片当轴轴是是圆圆形形时时，主要靠，主要靠浆浆叶与叶与轴轴的摩擦力而使的摩擦力而使浆浆叶旋叶旋转转，拆卸方便，但功，拆卸方便，但功率大率大时时，容易，容易产产生滑生滑动动，故只适用于功率小，故只适用于功率小的的场场合。

合 （（3）方）方轴轴、螺、螺钉连钉连接，目的是克服接，目的是克服浆浆叶与叶与 轴轴的滑的滑动动，但方，但方轴轴加工不便，加工不便，浆浆叶与叶与轴轴的的 连连接也比接也比较较麻麻烦烦桨叶固定方法桨叶固定方法（（4））键键固定法：固定法：浆浆叶叶焊焊在在轴轴套上，套上，轴轴套与套与轴轴之之间销间销以以键键固定，能克服以上缺点，被广固定，能克服以上缺点，被广泛采用，泛采用，为为了使了使搅搅拌更有效，可装置好几排拌更有效，可装置好几排浆浆叶，每一排上叶，每一排上浆浆叶叶为为两个或四个，相两个或四个，相邻邻两两排排浆浆叶叶应应互相垂直，以增加互相垂直，以增加搅搅拌效率，拌效率，浆浆叶的大小叶的大小约为约为容器容器直径的直径的1/3~2/3，，宽宽度度为长为长度的度的1/10~1/6转转速一般速一般为为20~80转转/分，低速分，低速搅搅拌特点：构造特点：构造简单简单，，搅搅拌效果良好拌效果良好 注意：当叶面与容器底面平行注意：当叶面与容器底面平行时时，由于不，由于不能使物料形成能使物料形成涡涡流，流， 搅搅拌效果差；当叶拌效果差；当叶面与旋面与旋转转方向垂直方向垂直时时，造成阻力又很大。

造成阻力又很大因此通常都使因此通常都使桨桨叶与旋叶与旋转转方向成一方向成一夹夹角，角，1 填料密封(图9－11)1、原理 填料中含有润滑剂，在对搅拌轴产生径向压紧力的同时，形成极薄的液膜，一方面使搅拌轴受到润滑，另一方面阻止设备内流体的逸出或外部流体的渗入，达到密封目的2、特点 应允许填料密封有一定的泄漏量使用过程中需要经常调整填料压盖的压紧力3.6 轴封轴封3.6 轴封轴封2 机械密封(图9－12)1、原理 机械密封是依靠垂直于轴的两个密封元件的平面相互贴合(依靠介质压力或弹簧力)，并作相对运动达到密封的装置又称端面密封 四个密封点：A动环和轴之间的密封(静密封)，B动环和静环作相对旋转运动时的端面密封(动密封) ，C 静环与静环座之间的密封 (静密封)， D 静环座与设备之间的密封(静密封) 机械密封中，动环与静环的接触面是泄漏通道之外，还有动环与轴之间、静环与支座之间的间隙也是泄漏通道3.6 轴封轴封2、特点 功耗小、泄漏量低、密封性能可靠、使用寿命长的转轴密封必须使冷却润滑液在密封腔中不断循环3.6 轴封轴封。