釜式反应器的结构形式有哪些?
1,间歇反应器,或间歇反应器。
其特点是操作灵活,易于适应不同的操作条件和产品品种,适合小批量、多品种、反应时间长的产品生产。间歇反应器的缺点是需要装卸料等辅助操作,产品质量不稳定。但在一些反应过程中,如一些发酵反应和聚合反应,仍然难以实现连续生产,至今仍使用间歇式反应器。
2.连续釜反应器,或连续釜。
其特点是可以避免间歇式反应器的缺点,但搅拌作用会引起反应器内流体的返混。当搅拌剧烈、液体粘度低或平均停留时间长时,釜内物料流型可视为全混流,该反应釜相应称为全混釜。当需要高转化率或存在一系列副反应时,釜式反应器中的返混是不利的。此时,可以使用串联的多个反应器来减少返混的不利影响,并且可以通过单独的反应器来控制反应条件。
3.半连续釜式反应器。
指一种原料一次性加入,另一种原料连续加入的反应器,其特点介于间歇式反应器和连续式反应器之间。
二、根据混合方式的不同,一般有锚式、桨式、涡轮式、推进式或框架式混合形式。
搅拌器可以推动静止的液体物料运动,维持搅拌过程中所需的流体流动状态,从而达到搅拌的目的。搅拌器的主要部件是桨叶,所以桨叶的几何形状、大小、数量和转速对搅拌器的功能和搅拌效果有重要影响。
桨式搅拌器适用于高流动性和低粘度的液体物料,以及纤维状和结晶溶液。料层较深时,可在轴上安装几排桨叶。
涡轮搅拌器分为盘式涡轮搅拌器和开式涡轮搅拌器;按叶轮可分为直叶片和弯叶片。涡轮搅拌器的速度相对较高,从300到600转/分钟不等。
涡轮搅拌器的主要优点是在能耗不大的情况下,搅拌效率高,搅拌产生强烈的径向流。因此适用于乳液、悬浮液等。
推式搅拌器在搅拌时能使物料在反应釜内循环,其作用主要是体积循环,剪切作用小,翻滚效果好。当需要较大的流量时,在反应釜内设置导流管。
推料式搅拌器的直径约为1/4 ~ 1/3,反应器内径di的300 ~ 600 r/min,搅拌器的材质通常为铸铁和铸钢。
框式搅拌器可以看作是桨式搅拌器的变形,结构比较牢固,搅拌的物料量很大。如果这种搅拌器的底部形状类似于反应釜的下封头,通常称为锚式搅拌器。
框式搅拌器直径较大,一般为反应器内径的2/3 ~ 9/10和50 ~ 70r/min。框架搅拌器与反应器壁之间的间隙较小,有利于传热过程。当快速旋转时,由搅拌器叶片驱动的液体将静态层从反应器壁上带下来。当缓慢旋转时,带刮刀的搅拌器能产生良好的热传导。这种搅拌器常用于高粘度液体、高浓度浆料和沉降浆料的传热、结晶操作和搅拌。
螺带搅拌器,通常由扁钢缠绕成螺旋状,直径较大,常做成几条紧贴釜内壁的长条,与釜壁有很小的间隙,所以在搅拌时能不断刮去粘在釜壁上的沉积物。螺旋带的高度通常取从罐底到液面的高度。
螺条搅拌器和螺旋搅拌器的转速较低,通常小于50r/min,产生以上下循环流为主的流动,主要用于高粘度液体的搅拌。
搅拌器应按下列形式选择。
主要根据物料性质、搅拌目的和各种搅拌机的性能特点。
根据材料粘度进行选择
对于低粘度液体,应选择小直径高速搅拌器,如推进式和涡轮式;
对于高粘度液体,选用大直径低速搅拌器,如锚式、框架式和桨式。
根据混合目的进行选择
(1)对于低粘度均匀液体混合,主要考虑循环流量,各种搅拌器的循环流量由大到小排列为:推进式、涡轮式、桨叶式。
(2)对于非均相液-液分散过程,首先考虑剪切作用,同时要求循环流量大。各种搅拌器的剪切作用按降序排列:涡轮式、螺旋桨式、桨叶式。