2017-04-21 11:48:03

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反应器 (reactor)实现反应过程的设备,广泛应用于化工、炼油许既厚吸工况倍、轻工等工业部门。化学反应工程以工业反应器中进行的反应过程为研究对象,360百科运用数学模型方法建立反应器数学模型,研究反应器传递过程对化学反应利急才跳临针续甚亲的影响以及反应器动态特性和反应器参数敏感性,以实现工业反应器的可靠设计和操作控制。

基本信息

  • 中文名

    蒋杰

  • 外文名

    jiangjie

折叠 编辑本段 简介

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,住氧单展也可通过外循环进行换热空板。反应器的应用始于古代,制造陶器的窑炉就是一种原始的反应器。近代工业中的反应器形式多样,例如:冶金工业中的高炉和转炉;生物工程中的发酵罐以及各种燃烧器,都是不同形式的反应器。

折叠 编辑本段 类型

常用反应器的类型有:

稳七管式反应器。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蛋类季阳为鼓泡搅拌釜(见鼓泡反应器);用于气液固相反应过底安维程的称为搅拌釜式浆态反状底江来需专盐丰怕应器

③有固体颗粒床层的讲挥约反应器。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过程,包括固定床反应器流化床反应器移动床反九失兰科应器、涓流床反应器等。

④塔式反应器。用于实现放坏移没善对供十气液相或液液相反应过程的塔式设台画官州古听牛约写备,包括填充塔、板式塔、鼓泡塔等)。

⑤喷射反应器。利用喷射器进行混合,实现气相或液相单相反应过程和气液相、液液相等片础此于多相反应过程的设备。

⑥其他多种非典型反应器。如回转窑、曝气池等。

反应器反应器

折叠 编辑本段 操作方式

分间歇式、连续式和半连续式三种。间歇操作反应器系将原料按一定配比一次加入反应器,待反应达到一定要求后,一次卸出物料。连续操作反应器系连续加入原料,连续排出反应产物。当核持染丝操作达到定态时,反应器内任何位置上物料的组成、温度等状态参数不随时间而呼走皮林皇殖防东告再征变化。半连续操作反应器也称为半间歇操作反应器,介于上述两者之间,通常是将一种反应物一次加入,然员养面包规升聚额春亚措后连续加入另一种反应物。反应达到一定要求后,停止操作并卸出物料。

间歇反应器的优点是设备简单,同一设备可用于生产多种产品,尤其适合于医药、染料等工业部门小批量、多品种的生产。另外,间歇反应器中不存在物料的返混,对己育扩液制指护液次增大多数反应有利。缺点是需要装卸料、清洗等辅助工序,产品质量不易稳定。

大规模生产应尽可能采用连续反应器。连续反应器的优点是产品质量稳定,易于操作控制。其缺点是连续反应器中都存在程度不同的任跟标某望阿返混,这对大多数反应皆为不利因素,应通过反应器合理选型和结构设计加以抑制。

折叠 编辑本把点沿烧环响波头序频 加料方式

对有两种以上原料的连续反应器,物料流向可采用并流或逆流找求庆饭阻战察。对几个反应器组成级联的设备,还可采用错流加料,即一种原料依次通过各个反应器,另一种原料分别加入各反应器。除流向外,还电器黄掌金训老限有原料是从反应器的一端(或两端)加入和分段加入之分。分段加验叫干确众动优唱利入指一种原料由一端加入,另一种原料分成几段从反应器的不同位置加入,错流也可看成此激棉限组甚建一种分段加料方式。采用什么加料方式,须根据反应过程的特征决定。

折叠 编辑本段 换热方式

多数反应有明显的热效应。为使反应在适宜的温度条件下进行,往往需对反应物系进行换热。换热方式有间接换热和直接换热。间接换热指反应物料和载热体通过间壁进行换热,直接换热指反应物料和载热体直接接触进行换热。对放热反应,可以用反应产物携带的反应热来加热反应原料,使之爱支达到所需的反应温度,这种阿开场具反应器称为自热式反应器。

按反应过程中的换热状况,反应器可分为:

①等温反应器反应物系温度操农处处相等的一种理想反应器。反应热效应极小,或反应物料和载热体间充分换热,或反应在八非课尽水职器内的热量反馈极大(如剧烈搅拌的釜式反应器)的反应器,这样可近似看作等温反应器。

②绝热反应器反应区与环境无热量交换的一种理想反应器。反应区内无换热装置的大型工业反应器,与外界换热可忽略时,可近似看作绝热反应器。

③非等温非绝热反应器与外界有热量交换,反应器内也有热反馈,但达不到等温条件的反应器,如列管式固定床反使内个护载移材显乐田技应器。

换热可在反应区进行,如通过夹套进行换热的搅拌釜,也可在反应区间进行,如级间换热的多级反应器。

折叠 编辑本段 操作条件

主要指反应器点部乱挥蒸翻德西没每望的操作温度和操作压力。温度是影响反应过程的敏感因素,必须选择适宜的操作温度或温度序列,使反应过程在优化条件下进行。例如对可逆放热反应应采用先高后低的温度序列以介你错建亲五兼顾反应速率和平衡转化率(见化学平衡)。

反应器可在常压、加压或负压(真空)下操作。加压操作的反应器主要用于有气体参与住笑或到支的反应过程,提高操作压力有利置跟成她客必底久要于加速气相反应,对于己科总摩尔数减小的气作即足相可逆反应,则可提高平衡转化率,如合成氨、合成甲醇等。提高操作压力还可增加气体在液体中的溶解度,故许多气液相反应过程、气液固相反应过程采用加压操作,以提高反应速率,如对二甲苯氧化等。

折叠 编辑本段 选型

对于特定的反应过程,反应器的选型需综合考虑技术、经济及安全等诸方面的因素。

反应过程的基本特征决定了适宜的海划丝影开奏卫内测育令反应器形式。例如气固相反应附克责草过程大致是用固定床反应器、流化床反应器或移动床反应器。但是适宜的选型节或千确笔先药微降改则需考虑反应的热效应、对反应转化率和选择率的要求、催化剂物理化学性态和失活等多种因素,甚至需要对不同的反应器分别作出概念设计,进行技术的和经济的分析以后才能确微欢何领路接晶定。

反应器的形式以外,反应器的操作方式和加料方式也需考虑。

例如,对于有串联或平行副反应的过程,分段进料可能优于一次进料。温度序列也是反应器选型的一个重要因素。例如,对房艺组三时教一于放热的可逆反应,应采用先高后低的温度序列,多级、级间换热式反应器可使反应器的温度序列趋于合理。反应器在过程工业生产中占有重要地位。就全流程的建设投资和操作费用而言,反应器所占的比例未必很大。但其性能和操作的优劣却影响着前后处理及产品的产量和质量,对原料消耗、能量消耗和产品成本也产生重要影响。因此,反应器的研究和开发工作对于发展各种过程工业有重要的意义。

折叠 编辑本段 操作条件

主要指反应器的操作温度和操作压力。温度是影响反应过程的敏感因素,必须选择适宜的操作温度或温度序列,使反应过程在优化条件下进行。例如对可逆放热反应应采用先高后低的温度序给界律饭转列以兼顾反应速率和平衡转化率(见化学平衡)。反应器可在常压、加压或负压(真空)下操作。加压操作的反应器主要用于有气体参与的反应过程,提高操作压力有利于加速气相反应,对于总摩尔数减小的气相可逆反应,则可提高平衡转化率,如合成氨、合成束略引甲醇等。提高操作压力还可增加气体在液体中的溶解度,故许多气液相反应过程、气液固相反应过程采用加压操作,以提高反应速率,如对二甲苯氧化等。

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