化学反应工程 6.1 搅拌反应器设计

化学反应工程 6.1 搅拌反应器设计
概述
釜式反应器是生产中广泛采用的反应 器。它可用来进行均相反应，也可用 于以液相为主的非均相反应。如非均 相液相、液固相、气液相、气液固相 等。
釜式反应器的结构, 主要由壳体、 搅拌装置、轴封和换热装置四大 部分组成。
6.1釜式反应器的计算
釜式反应器的计算主要包括反应器的生产能力、主要 尺寸和设备台数
连续操作型设备（多釜串联）
在连续操作过程中，所有阶段都是在不同位置同一时间内完 成。此操作方式便于实现对生产过程的自动控制，缩短非生 产时间，提高产品质量，扩大生产能力和降低成本，适用于 大规模生产。
各釜可保持不同的生产条件。随串联釜数的增多，每 釜中完成的转化率减小，反应速率加快，达到总转化 率所需时间减少，使操作费用降低，但设备投资费用 增大。最佳釜数可用图解方法估算
➢操作周期——指生产第一线一批料的全部操作时间，由反应时间（生产时间）τ和 非生产时间τ‘ 组成。
反应时间理论上可以用动力学方程式计算，也可根据实际情况定。 ➢设备装料系数——设备中物料所占体积与设备实际容积之比，其具体数值根据实 际情况而变化。
计算方法
1、已知V0与 ，根据已有的设备容积V，求算需用设备个数n 按设计任务每天需要操作的总次数为： 24V0 24V0
间歇操作型设备（间歇搅拌反应器）
在间歇操作过程中，所有阶段都在同一地点完成， 过程的周期一般大于或等于过程的持续时间。在精 细化工生产中此操作方式约占80％以上。
容积型反应设备的工艺计算
已知条件 ➢每天处理物料总体积Vc（或反应物料每小时体积流量V0）
Vc
Gc
或
V0=FA0/CA0=W0/ρ
VR V
每个设备每天能操作的批数为： 24 24 t '
则需用设备个数为：
mp
Vc V24
V Vc1
24m
mmp1
连续过程
给定每秒处理物料的体积V（m3/s）和停留时间 （s），则每台设备的生产能力表示为1s内所能处 理物料的体积，所需的设备台数和需安装的设备台 数。若给定设备的台数，则可计算每台设备的容积。
各道工序每天操作的批次相同，即 2 4 v 0为一常数。 V
如何根据平衡条件确定各工序反应器的大小和数量？ 计算时一般首先确定主要反应工序的设备体积、数量及每天操作批数，然 后使其它工序的α值都与其相同，再确定各工序的设备体积与数量。
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间歇操作釜式反应器设备之间的平衡
什么情况下要求设备平衡？ 当产品由多道工序经间歇釜反应而制得时，当前后工序设备之间不
平衡时，就会出现前工序操作完了要出料，后工序却不能接受来料； 或者，后工序待接受来料，而前工序尚未反应完毕的情况。这时将大 大延长辅助操作的时间。 反应釜之间平衡的条件:
为了便于生产的组织管理和产品的质量检验，通常要求不同批号的 物料不相混。