精細化工過程與設備 第二章 釜式反應器

1、l 右圖是一種典型的釜式右圖是一種典型的釜式反應器，由圖可見其結反應器，由圖可見其結構主要由以下幾部分組構主要由以下幾部分組成：殼體結構、攪拌器、成：殼體結構、攪拌器、密封裝置和換熱裝置。密封裝置和換熱裝置。 1-1-攪拌器；攪拌器；2-2-釜體；釜體；3-3-夾套；夾套；4-4-攪拌軸攪拌軸 5-5-壓料管；壓料管；6-6-支架；支架；7-7-人孔；人孔；8-8-軸封；軸封；9-9-傳動裝置傳動裝置 釜式反應器具有各種各樣的攪拌裝置、不同形式的傳熱裝置，釜式反應器具有各種各樣的攪拌裝置、不同形式的傳熱裝置，并且同時又裝配著許多零件，這些零件和結構往往也可能以不并且同時又裝配著許多零件，這些零

2、件和結構往往也可能以不同的組合形式出現(xiàn)在其它形式的反應設備中，因此我們仔細研同的組合形式出現(xiàn)在其它形式的反應設備中，因此我們仔細研究這類設備的結構之后，對于其他形式的反應器的結構也就不究這類設備的結構之后，對于其他形式的反應器的結構也就不難理解和掌握了。難理解和掌握了。l 釜式反應器一般在常壓之下操作，也可以在加壓之下操作。但釜式反應器一般在常壓之下操作，也可以在加壓之下操作。但即使是在常壓之下操作的反應釜，一般也將它設計到能耐三個即使是在常壓之下操作的反應釜，一般也將它設計到能耐三個大氣壓，因為工業(yè)上常利用壓縮氣體從設備內(nèi)壓出液體物料。大氣壓，因為工業(yè)上常利用壓縮氣體從設備內(nèi)壓出液體物料。而

3、壓料用的壓縮氣體的壓力一般在三個大氣壓以下。既然有在而壓料用的壓縮氣體的壓力一般在三個大氣壓以下。既然有在加壓之下使用的可能性，那么就必須具有能保證內(nèi)部空間密閉加壓之下使用的可能性，那么就必須具有能保證內(nèi)部空間密閉性的結構。這種密閉結構對于那些能放出具有危險性（易燃、性的結構。這種密閉結構對于那些能放出具有危險性（易燃、易爆、有毒）的蒸汽或氣體的物料也是必須的。因此按照易爆、有毒）的蒸汽或氣體的物料也是必須的。因此按照3 34 4個大氣壓設計的反應釜是應用得非常廣泛的一類設備。個大氣壓設計的反應釜是應用得非常廣泛的一類設備。（1 1）罐體）罐體 碟形碟形 球形球形 錐形錐形 平面形平面形 圖圖

4、 2.3 2.3 釜式反應器的殼體結構釜式反應器的殼體結構l 釜式反應器容積和結構尺寸，有國家標準。在選型和釜式反應器容積和結構尺寸，有國家標準。在選型和設計時可以參考。設計時可以參考。l 釜式反應器的殼體結構包括筒體、底、蓋（或稱封釜式反應器的殼體結構包括筒體、底、蓋（或稱封頭）、手孔或人孔、視鏡及各種工藝接管口等。頭）、手孔或人孔、視鏡及各種工藝接管口等。l 釜式反應器的筒體皆制成圓筒形。釜式反應器的筒體皆制成圓筒形。 釜底和釜蓋常用釜底和釜蓋常用的形狀有平面形、碟形、橢圓形和球形，的形狀有平面形、碟形、橢圓形和球形， 釜底也有釜底也有錐形，見圖。錐形，見圖。 圖圖2.4 2.4 罐體及罐

5、體的焊接罐體及罐體的焊接l 罐體是將鋼板卷成圓筒形，沿著直線進行罐體是將鋼板卷成圓筒形，沿著直線進行V V形加強焊形加強焊而制成的。罐體的高度，除了應符合生產(chǎn)過程的要而制成的。罐體的高度，除了應符合生產(chǎn)過程的要求外，通常盡可能使罐體的高度接近罐體的直徑，求外，通常盡可能使罐體的高度接近罐體的直徑，或盡可能按鋼板的規(guī)格考慮。一般用鋼板的寬度作或盡可能按鋼板的規(guī)格考慮。一般用鋼板的寬度作為罐體的高度。如果一塊鋼板的寬度比罐體的高度為罐體的高度。如果一塊鋼板的寬度比罐體的高度大需要切割時，則應按鋼板的寬度的二分之一、三大需要切割時，則應按鋼板的寬度的二分之一、三分之一或四分之一進行切割。相當一部分反

6、應釜罐分之一或四分之一進行切割。相當一部分反應釜罐體的高度與直徑之比為二比一。體的高度與直徑之比為二比一。 （2 2）底和蓋）底和蓋l 底和蓋可以有各種不同的式樣，常用的有折邊橢圓形、底和蓋可以有各種不同的式樣，常用的有折邊橢圓形、折邊球形、平面形和蝶形，有時也用錐形。各種底和折邊球形、平面形和蝶形，有時也用錐形。各種底和蓋式樣的選擇是根據(jù)設備的操作條件來決定的。蓋式樣的選擇是根據(jù)設備的操作條件來決定的。 帶折邊橢圓形底帶折邊橢圓形底 帶折邊球形底帶折邊球形底 無折邊的底無折邊的底 錐型底錐型底 平底平底 反應釜的蓋反應釜的蓋 圖圖2.5 2.5 反應釜的底和蓋反應釜的底和蓋l 在一般的釜式反

7、應器中最常用的是折邊橢圓形和折邊球形的底和在一般的釜式反應器中最常用的是折邊橢圓形和折邊球形的底和蓋。它們適用于操作壓力大于蓋。它們適用于操作壓力大于0.70.7大氣壓的設備，是用鋼板由沖壓大氣壓的設備，是用鋼板由沖壓或人工鍛打而制成的。用作底時與同樣直徑的罐體焊接在一起即或人工鍛打而制成的。用作底時與同樣直徑的罐體焊接在一起即可。而用作頂蓋時，則將它們與法蘭焊在一起。從應力分布情況可。而用作頂蓋時，則將它們與法蘭焊在一起。從應力分布情況來看，橢圓形的底應力分布較為均勻，而折邊球形的底在轉折處來看，橢圓形的底應力分布較為均勻，而折邊球形的底在轉折處有應力集中現(xiàn)象，因此在選型和設計時一般都推薦橢

8、圓形底。有應力集中現(xiàn)象，因此在選型和設計時一般都推薦橢圓形底。l 在生產(chǎn)過程中，為了使非均相的混合物分離，常采用具有錐形底在生產(chǎn)過程中，為了使非均相的混合物分離，常采用具有錐形底的設備，其角度有的設備，其角度有3030和和4545兩種。兩種。l 對于不受壓力的反應器及容器，常采用平底及平蓋的設備。對于不受壓力的反應器及容器，常采用平底及平蓋的設備。（3 3）法蘭）法蘭l 罐體的上端和頂蓋上焊以成對的法蘭，法蘭之間安放罐體的上端和頂蓋上焊以成對的法蘭，法蘭之間安放填料，然后借螺釘將其擰緊，以保證反應設備的密閉。填料，然后借螺釘將其擰緊，以保證反應設備的密閉。法蘭可由鋼板切成（適用于罐體直徑不大的

9、情況），法蘭可由鋼板切成（適用于罐體直徑不大的情況），或由扁鋼或角鋼圈制，或用鋼鑄制，或者鍛制。關于或由扁鋼或角鋼圈制，或用鋼鑄制，或者鍛制。關于法蘭的直徑、厚度、螺釘?shù)囊?guī)格、數(shù)量等均在國家標法蘭的直徑、厚度、螺釘?shù)囊?guī)格、數(shù)量等均在國家標準中有具體規(guī)定。準中有具體規(guī)定。 平焊法蘭平焊法蘭 對焊法蘭對焊法蘭 圖圖2.6 2.6 反應釜的法蘭反應釜的法蘭4 4）人孔（或手孔）人孔（或手孔）l 在大多數(shù)反應釜的蓋上都有人孔在大多數(shù)反應釜的蓋上都有人孔( (或手孔或手孔),),人孔（或人孔（或手孔）被用來加入固態(tài)物料，和清理檢修反應釜內(nèi)手孔）被用來加入固態(tài)物料，和清理檢修反應釜內(nèi)部。人孔的直徑為部。人

10、孔的直徑為400400毫米（圓形的）或毫米（圓形的）或300300400400毫米（橢圓形的），大部分人孔是圓形的。人孔或毫米（橢圓形的），大部分人孔是圓形的。人孔或手孔有多種形式，它包括焊接固定在釜蓋上的孔體，手孔有多種形式，它包括焊接固定在釜蓋上的孔體，平的或凸形的孔蓋，用螺釘擰緊孔蓋，使其密閉。平的或凸形的孔蓋，用螺釘擰緊孔蓋，使其密閉。 圖圖2.7 2.7 反應釜的人孔反應釜的人孔（5 5）連管、加料管和壓料管）連管、加料管和壓料管l 連管連管 絕大多數(shù)反應釜都要和各種管道相連接，而這些管道通常絕大多數(shù)反應釜都要和各種管道相連接，而這些管道通常是與安裝在反應釜蓋上的連管相連接。連管的短

11、管部分通常焊是與安裝在反應釜蓋上的連管相連接。連管的短管部分通常焊接在釜蓋上。布置在釜蓋上的幾個連管通常應具有相同的直徑。接在釜蓋上。布置在釜蓋上的幾個連管通常應具有相同的直徑。一般來說連管的截面積以在一般來說連管的截面積以在15153030分鐘內(nèi)將釜內(nèi)全部液體取盡分鐘內(nèi)將釜內(nèi)全部液體取盡為原則。大致尺寸如下：為原則。大致尺寸如下： 反應釜的容積（升）反應釜的容積（升） 連管的直徑（毫米）連管的直徑（毫米） 30003000以下以下 50506060 3000 30006000 756000 75 6000 600010000 10010000 100 圖圖2.8 2.8 反應釜的連管反應釜的

12、連管 加料管加料管 當向反應釜內(nèi)加料時，原則上不允許用連當向反應釜內(nèi)加料時，原則上不允許用連管直接加料，因為這樣會使液體散在釜蓋的管直接加料，因為這樣會使液體散在釜蓋的內(nèi)表面上，并流入設備的法蘭之間墊料圈中內(nèi)表面上，并流入設備的法蘭之間墊料圈中去，引起腐蝕和滲漏。因此在連管內(nèi)必須另去，引起腐蝕和滲漏。因此在連管內(nèi)必須另裝加料管。加料管是一根短管插在加料用的裝加料管。加料管是一根短管插在加料用的連管內(nèi)，借法蘭和螺釘與連管連接，加料管連管內(nèi)，借法蘭和螺釘與連管連接，加料管的下端應截成與水平成的下端應截成與水平成4545角，為的是使液角，為的是使液體在加料時不致四面濺開，也不致落在釜壁體在加料時不致

13、四面濺開，也不致落在釜壁上。在計算加料管直徑時，通常依據(jù)每小時上。在計算加料管直徑時，通常依據(jù)每小時所加物料的體積和液體在管內(nèi)的流速，液體所加物料的體積和液體在管內(nèi)的流速，液體在管內(nèi)的流速一般在在管內(nèi)的流速一般在0.750.751 1米米/ /秒的限度之秒的限度之內(nèi)。內(nèi)。圖2.9 加料管 壓料管壓料管 壓料管是利用壓縮空氣或壓料管是利用壓縮空氣或其他氣體從反應釜中將全部液其他氣體從反應釜中將全部液態(tài)物料壓出時所用的管子。并態(tài)物料壓出時所用的管子。并不是每一個反應釜都必須有這不是每一個反應釜都必須有這樣一根壓料管，只有在這一反樣一根壓料管，只有在這一反應釜內(nèi)的物料要輸送到位置更應釜內(nèi)的物料要輸送

14、到位置更高或并列的另一設備中去，才高或并列的另一設備中去，才考慮安裝壓料管。壓料管的位考慮安裝壓料管。壓料管的位置一般貼著釜壁安裝。置一般貼著釜壁安裝。 圖2.10 反應釜的壓料管 釜底放料口釜底放料口 對于較粘稠的對于較粘稠的物料，或含有固體的物料，或含有固體的懸浮液，常常采用釜懸浮液，常常采用釜底放料的辦法。釜底底放料的辦法。釜底放料口安裝有釜底閥。放料口安裝有釜底閥。常用的閥門有考克、常用的閥門有考克、上展閥和下展閥。上展閥和下展閥。 圖2.12 上展閥圖2.11 下展閥 (6) (6)溫度計套管溫度計套管 在反應釜中所處理的物料溫在反應釜中所處理的物料溫度，主要是利用放在特制的套管度，

15、主要是利用放在特制的套管中的長溫度計或熱電偶來進行計中的長溫度計或熱電偶來進行計量的。這類套管都是用鑄鐵或鋼量的。這類套管都是用鑄鐵或鋼做成的一端封閉的管子，在這類做成的一端封閉的管子，在這類管子中注入一些機油或其它高沸管子中注入一些機油或其它高沸點的液體，以建立較好的傳熱條點的液體，以建立較好的傳熱條件，然后插入溫度計或熱電偶。件，然后插入溫度計或熱電偶。再通過連管插到反應釜中去，并再通過連管插到反應釜中去，并用螺釘使它與連管固定。用螺釘使它與連管固定。圖2.13 溫度計套管 (7) (7)反應釜支架反應釜支架 反應釜支架反應釜支架有二種：懸吊式有二種：懸吊式支架和支承式支支架和支承式支架。

16、懸吊式支架架。懸吊式支架是可以將反應釜是可以將反應釜固定在操作平臺固定在操作平臺上，而支承式支上，而支承式支架則是安放在地架則是安放在地面上。面上。 圖2.14 懸吊式支架和支承式支架一，攪拌器的形式及結構一，攪拌器的形式及結構l 精細化學工藝的許多過程都是在有攪拌裝置的釜式反應器中實現(xiàn)精細化學工藝的許多過程都是在有攪拌裝置的釜式反應器中實現(xiàn)的。攪拌的目的是：的。攪拌的目的是： 使互溶的兩種或兩種以上液體混合均勻；使互溶的兩種或兩種以上液體混合均勻； 形成乳濁液或懸浮液；形成乳濁液或懸浮液； 促進化學反應和加速物理變化過程，如促進溶解、吸收、吸促進化學反應和加速物理變化過程，如促進溶解、吸收、

17、吸附、萃取、傳熱等過程。也能刮除沉積在器壁上的附著物，提高附、萃取、傳熱等過程。也能刮除沉積在器壁上的附著物，提高傳熱效率。傳熱效率。l 實際操作中，攪拌可以同時達到上述幾種目的。例如，在液體的實際操作中，攪拌可以同時達到上述幾種目的。例如，在液體的催化加氫反應中，采用攪拌操作，一方面能使固體催化劑顆粒保催化加氫反應中，采用攪拌操作，一方面能使固體催化劑顆粒保持懸浮狀態(tài)，另一方面能將反應生成的熱量迅速移除。同時，還持懸浮狀態(tài)，另一方面能將反應生成的熱量迅速移除。同時，還能使氣體均勻地分散于液相中。能使氣體均勻地分散于液相中。l 不同的生產(chǎn)過程對攪拌程度有不同的要求。在有些生產(chǎn)過程中，不同的生產(chǎn)

18、過程對攪拌程度有不同的要求。在有些生產(chǎn)過程中，例如，煉油廠大型油罐內(nèi)原油的攪拌，只要求罐內(nèi)原油宏觀上混例如，煉油廠大型油罐內(nèi)原油的攪拌，只要求罐內(nèi)原油宏觀上混勻，這樣的攪拌任務比較容易達到；在另外一些過程中，如兩液勻，這樣的攪拌任務比較容易達到；在另外一些過程中，如兩液體的快速反應，不但要求混合物宏觀上混勻，而且希望在小尺度體的快速反應，不但要求混合物宏觀上混勻，而且希望在小尺度上也獲得快速均勻的混合，從而對攪拌提出了更高的要求。針對上也獲得快速均勻的混合，從而對攪拌提出了更高的要求。針對不同的攪拌目的，選擇恰當?shù)臄嚢杵鳂嬓秃筒僮鳁l件，才能獲得不同的攪拌目的，選擇恰當?shù)臄嚢杵鳂嬓秃筒僮鳁l件，才

19、能獲得最佳的攪拌效果。最佳的攪拌效果。l 攪拌的方法很多，使用最早、且仍在廣泛使用的是機械攪拌，本攪拌的方法很多，使用最早、且仍在廣泛使用的是機械攪拌，本節(jié)主要討論攪拌器類型、操作特性等問題。常用的攪拌器有槳式、節(jié)主要討論攪拌器類型、操作特性等問題。常用的攪拌器有槳式、框式、錨式、旋漿式、渦輪式和螺帶式等。攪拌裝置的形式和構框式、錨式、旋漿式、渦輪式和螺帶式等。攪拌裝置的形式和構造主要取決于物料的聚集狀態(tài)、粘度、比重以及處理物料的多少造主要取決于物料的聚集狀態(tài)、粘度、比重以及處理物料的多少等等。在選擇和設計攪拌器構造時。最基本的原則是：取得最高等等。在選擇和設計攪拌器構造時。最基本的原則是：取

20、得最高的攪拌效率、消耗最小的動力、具有簡單的構造和成本。的攪拌效率、消耗最小的動力、具有簡單的構造和成本。 1,1,攪拌器的各種形式和結構攪拌器的各種形式和結構 (1)(1)漿式攪拌器漿式攪拌器 如圖如圖2.152.15，可以用鋼制，也可以用木板或高分子材料制成。，可以用鋼制，也可以用木板或高分子材料制成。適用于不需要劇烈混合的場合，例如用于物料的緩慢溶解、適用于不需要劇烈混合的場合，例如用于物料的緩慢溶解、將物料保持在懸浮狀態(tài)等。它可以適用于混合粘度達將物料保持在懸浮狀態(tài)等。它可以適用于混合粘度達200000200000厘泊的液體系統(tǒng)。槳葉的形式可以是平直葉或折葉，槳葉的厘泊的液體系統(tǒng)。槳葉

21、的形式可以是平直葉或折葉，槳葉的總長度約為反應釜直徑的三分之一到三分之二，轉速為總長度約為反應釜直徑的三分之一到三分之二，轉速為12128080轉轉/ /分（反應釜容積越大，轉速越小），在反應釜中視需要分（反應釜容積越大，轉速越?。?，在反應釜中視需要情況可以安裝好幾層槳葉，各層槳葉可以平行安裝，也可以情況可以安裝好幾層槳葉，各層槳葉可以平行安裝，也可以錯開錯開9090角安裝。最下一層槳葉與釜底的距離約為反應釜直角安裝。最下一層槳葉與釜底的距離約為反應釜直徑的六分之一到十分之一，各層槳葉的最大距離約為釜直徑徑的六分之一到十分之一，各層槳葉的最大距離約為釜直徑的三分之二左右。的三分之二左右。 平葉

22、式漿式攪拌器平葉式漿式攪拌器 折葉式漿式攪拌器折葉式漿式攪拌器 開啟折葉式漿式攪拌器開啟折葉式漿式攪拌器 漿式攪拌器的安裝漿式攪拌器的安裝 圖圖2.15 2.15 漿式攪拌器及其安裝位置漿式攪拌器及其安裝位置(2)(2)框式攪拌器框式攪拌器 見圖見圖2.162.16，用扁鋼、木材或高分，用扁鋼、木材或高分子材料制成，框式攪拌器可以看作是漿子材料制成，框式攪拌器可以看作是漿式攪拌器的變形，二者的區(qū)別在于框式式攪拌器的變形，二者的區(qū)別在于框式攪拌器可使物料作不大劇烈的上下混合，攪拌器可使物料作不大劇烈的上下混合，例如用于糊狀物的稀釋、漿狀物的混合例如用于糊狀物的稀釋、漿狀物的混合和使傳熱加強，以及

23、在生產(chǎn)過程中有沉和使傳熱加強，以及在生產(chǎn)過程中有沉淀析出于反應釜壁和反應釜底的場合。淀析出于反應釜壁和反應釜底的場合。對于直徑在對于直徑在60060015001500毫米（容積為毫米（容積為25025018001800升）的設備而言，框邊與釜壁的升）的設備而言，框邊與釜壁的距離為距離為25253030毫米，轉速為毫米，轉速為12126060轉轉/ /分。分。 圖2.16 框式攪拌器 (3)(3)錨式攪拌器錨式攪拌器 見圖見圖2.172.17，可看成是一種特殊的，可看成是一種特殊的框式攪拌器，過去由鑄鐵澆鑄而成，現(xiàn)框式攪拌器，過去由鑄鐵澆鑄而成，現(xiàn)在可以有不銹鋼、高分子材料和用無縫在可以有不銹鋼

24、、高分子材料和用無縫鋼管外面涂以搪玻璃材料制成。其作用鋼管外面涂以搪玻璃材料制成。其作用情況大體上與框式攪拌器相同，尤其適情況大體上與框式攪拌器相同，尤其適用于攪拌粘稠而且有腐蝕性的物料。為用于攪拌粘稠而且有腐蝕性的物料。為了刮除粘著在釜壁上的物料，錨式攪拌了刮除粘著在釜壁上的物料，錨式攪拌器的寬度可以做成幾乎與反應釜的直徑器的寬度可以做成幾乎與反應釜的直徑相等。但在一般情況下錨式攪拌器的寬相等。但在一般情況下錨式攪拌器的寬度與框式攪拌器相同，在特殊情況下，度與框式攪拌器相同，在特殊情況下，錨式攪拌器與反應釜壁的距離可縮小到錨式攪拌器與反應釜壁的距離可縮小到5 5毫米左右。毫米左右。圖2.17

25、 錨式攪拌器 （搪瓷） (4) (4)推進器式攪拌器推進器式攪拌器 見圖見圖2.182.18，一般用不銹鋼制成，用于，一般用不銹鋼制成，用于對所處理的物料作劇烈的混合，它可以對所處理的物料作劇烈的混合，它可以攪拌粘度在攪拌粘度在60006000厘泊以上的液體，它可厘泊以上的液體，它可以使易分層的液體形成乳濁液，或保持以使易分層的液體形成乳濁液，或保持物料在懸浮狀態(tài)。推進器可由兩個葉片物料在懸浮狀態(tài)。推進器可由兩個葉片組成，也可以有三個葉片組成。攪拌器組成，也可以有三個葉片組成。攪拌器的直徑一般為反應釜直徑的四分之一到的直徑一般為反應釜直徑的四分之一到三分之一，攪拌器的轉速為三分之一，攪拌器的轉

26、速為16016010001000轉轉/ /分。攪拌器與反應釜底的距離約為攪拌分。攪拌器與反應釜底的距離約為攪拌器直徑的二分之一。有時為了提高攪拌器直徑的二分之一。有時為了提高攪拌效率，推進器式攪拌器常常被放進一個效率，推進器式攪拌器常常被放進一個轉向器，轉向器是用來引導循環(huán)液流的轉向器，轉向器是用來引導循環(huán)液流的方向的，轉向器與攪拌器葉輪之間的間方向的，轉向器與攪拌器葉輪之間的間隙為隙為7.57.51010毫米。毫米。 圖2.18 推進器式攪拌器(5)(5)渦輪式攪拌器渦輪式攪拌器l見圖見圖2.192.19，這類攪拌器能保證被處理，這類攪拌器能保證被處理物料作最劇烈的混合，用以混合幾種物料作最

27、劇烈的混合，用以混合幾種比重不同的粘稠液體形成乳濁液是最比重不同的粘稠液體形成乳濁液是最有效的，它是由擰緊在軸上的所謂渦有效的，它是由擰緊在軸上的所謂渦輪組成。在渦輪旋轉時被混合液體從輪組成。在渦輪旋轉時被混合液體從中心被吸入，在離心力的作用下向四中心被吸入，在離心力的作用下向四面噴散。渦輪的直徑一般在反應釜直面噴散。渦輪的直徑一般在反應釜直徑的四分之一到三分之一，轉速為徑的四分之一到三分之一，轉速為20020010001000轉轉/ /分。分。渦輪式攪拌器渦輪式攪拌器 直葉圓盤式直葉圓盤式 彎葉圓盤式彎葉圓盤式 折葉開啟式折葉開啟式 彎葉開啟式彎葉開啟式 圖圖2.19 2.19 渦輪式攪拌器

28、渦輪式攪拌器2,2,攪拌器的工作原理攪拌器的工作原理 實現(xiàn)攪拌操作的主要部件是葉輪，針對不同的物料實現(xiàn)攪拌操作的主要部件是葉輪，針對不同的物料系統(tǒng)和不同的攪拌目的，制成了上述不同結構類型的葉輪。系統(tǒng)和不同的攪拌目的，制成了上述不同結構類型的葉輪。它的作用是通過其自身的旋轉將機械能傳送給液體，使葉它的作用是通過其自身的旋轉將機械能傳送給液體，使葉輪附近區(qū)域的流體湍動同時所產(chǎn)生的高射流推動全部液體輪附近區(qū)域的流體湍動同時所產(chǎn)生的高射流推動全部液體在反應釜內(nèi)沿一定途徑作循環(huán)流動。當液體從葉輪軸向流在反應釜內(nèi)沿一定途徑作循環(huán)流動。當液體從葉輪軸向流入并流出時我們稱此葉輪為軸向葉輪，當液體從葉輪軸向入并

29、流出時我們稱此葉輪為軸向葉輪，當液體從葉輪軸向流入，從半徑方向流出時，此葉輪稱徑向葉輪。見圖流入，從半徑方向流出時，此葉輪稱徑向葉輪。見圖2.20.2.20.(1)(1)軸向葉輪軸向葉輪 螺旋槳式葉輪是一種高速旋轉且能螺旋槳式葉輪是一種高速旋轉且能引起軸向流動的攪拌器，流體在器內(nèi)作引起軸向流動的攪拌器，流體在器內(nèi)作軸向和切向運動，產(chǎn)生高度湍流。由于軸向和切向運動，產(chǎn)生高度湍流。由于液流能持久且滲及遠方，因此對攪拌低液流能持久且滲及遠方，因此對攪拌低粘度的大量液體有良好效果。它主要用粘度的大量液體有良好效果。它主要用于互溶液體混合、釜內(nèi)傳熱等。螺帶式于互溶液體混合、釜內(nèi)傳熱等。螺帶式攪拌器的工作

30、原理與螺旋槳相似，有二攪拌器的工作原理與螺旋槳相似，有二個傾斜式葉片漿式葉輪，除產(chǎn)生軸向流個傾斜式葉片漿式葉輪，除產(chǎn)生軸向流動外還有一定程度的徑向流動。動外還有一定程度的徑向流動。 軸向葉輪與軸向流動軸向葉輪與軸向流動 (2)(2)徑向葉輪徑向葉輪 六個平片的渦輪葉輪是徑向六個平片的渦輪葉輪是徑向葉輪的代表，其工作時，葉輪的葉片對葉輪的代表，其工作時，葉輪的葉片對液體施以徑向離心力，液體在慣性離心液體施以徑向離心力，液體在慣性離心力作用下沿葉輪的半徑方向流出并在釜力作用下沿葉輪的半徑方向流出并在釜內(nèi)循環(huán)。由于渦輪的轉速高，葉片比較內(nèi)循環(huán)。由于渦輪的轉速高，葉片比較寬，除了能對液體產(chǎn)生較高的剪切

31、作用寬，除了能對液體產(chǎn)生較高的剪切作用外，還能在釜內(nèi)造成較大的液體循環(huán)量。外，還能在釜內(nèi)造成較大的液體循環(huán)量。正是由于這種特點，渦輪葉輪能有效的正是由于這種特點，渦輪葉輪能有效的完成幾乎所有的化工生產(chǎn)過程對攪拌操完成幾乎所有的化工生產(chǎn)過程對攪拌操作的要求，并能處理粘度范圍很廣的液作的要求，并能處理粘度范圍很廣的液體。體。 徑向葉輪和徑向流動徑向葉輪和徑向流動 l 平葉片漿式攪拌器也屬于徑向流葉輪，其平葉片漿式攪拌器也屬于徑向流葉輪，其葉片長、轉速慢、液體的徑向速度小、產(chǎn)生的葉片長、轉速慢、液體的徑向速度小、產(chǎn)生的壓頭也較低，適用于以宏觀調(diào)勻為目的的攪拌壓頭也較低，適用于以宏觀調(diào)勻為目的的攪拌過

32、程，如簡單的液體混合、固體溶解、結晶和過程，如簡單的液體混合、固體溶解、結晶和沉淀等操作。錨式攪拌器、框式攪拌器實際上沉淀等操作。錨式攪拌器、框式攪拌器實際上是平葉片漿式攪拌器的變形，但轉動半徑更大。是平葉片漿式攪拌器的變形，但轉動半徑更大。這幾種攪拌器不產(chǎn)生高速液流，適用于較高粘這幾種攪拌器不產(chǎn)生高速液流，適用于較高粘度的液體的攪拌。度的液體的攪拌。l 為了提高攪拌效果可在釜內(nèi)設置檔板。為了提高攪拌效果可在釜內(nèi)設置檔板。 切線流動切線流動 圖圖2.20. 2.20. 軸向葉輪軸向葉輪和徑向葉輪和徑向葉輪 二，攪拌器的選擇二，攪拌器的選擇l 攪拌器的選型主要根據(jù)物料性質、攪拌目的、工藝過程攪拌

33、器的選型主要根據(jù)物料性質、攪拌目的、工藝過程對攪拌的要求及各種攪拌器的性能特征來進行。對攪拌的要求及各種攪拌器的性能特征來進行。l 對于低粘度均相液體混合，控制因素是宏觀混合速率，對于低粘度均相液體混合，控制因素是宏觀混合速率，亦即循環(huán)流量。各種攪拌器的循環(huán)流量從大到小順序排列：亦即循環(huán)流量。各種攪拌器的循環(huán)流量從大到小順序排列：推進式、渦輪式、槳式。因此，應優(yōu)先選擇推進式攪拌器。推進式、渦輪式、槳式。因此，應優(yōu)先選擇推進式攪拌器。如果不需要劇烈攪拌，可以采用漿式攪拌器。如果不需要劇烈攪拌，可以采用漿式攪拌器。l 對于非均相液液分散過程，控制因素為剪切作用，同時對于非均相液液分散過程，控制因素

34、為剪切作用，同時也要求有較大的循環(huán)流量。各種攪拌器的剪切作用從大到小也要求有較大的循環(huán)流量。各種攪拌器的剪切作用從大到小的順序排列：渦輪式、推進式、槳式。所以，應優(yōu)先選擇渦的順序排列：渦輪式、推進式、槳式。所以，應優(yōu)先選擇渦輪式攪拌器。輪式攪拌器。 對于固體懸浮操作，固液密度差小，應優(yōu)先選擇推進式對于固體懸浮操作，固液密度差小，應優(yōu)先選擇推進式攪拌器。當固液密度差大，固體顆粒沉降速度大時，應選攪拌器。當固液密度差大，固體顆粒沉降速度大時，應選用開啟式渦輪攪拌器。當固體顆粒對葉輪的腐蝕性較大時，用開啟式渦輪攪拌器。當固體顆粒對葉輪的腐蝕性較大時，應選用開啟彎葉渦輪攪拌器。一般情況下，可采用框式攪

35、應選用開啟彎葉渦輪攪拌器。一般情況下，可采用框式攪拌器。拌器。l 對于固體溶解，開啟式渦輪攪拌最適合。對一些易溶對于固體溶解，開啟式渦輪攪拌最適合。對一些易溶的塊狀固體則常用槳式或框式等攪拌器。的塊狀固體則常用槳式或框式等攪拌器。l 對于結晶過程，微粒結晶，應選擇渦輪式攪拌器。粒對于結晶過程，微粒結晶，應選擇渦輪式攪拌器。粒度較大的結晶可選擇槳式攪拌器。度較大的結晶可選擇槳式攪拌器。l 對于以傳熱為主的攪拌操作，可選用渦輪式攪拌器對于以傳熱為主的攪拌操作，可選用渦輪式攪拌器。 在裝有攪拌器的反應釜中，攪拌軸要從釜蓋穿在裝有攪拌器的反應釜中，攪拌軸要從釜蓋穿出，以便和傳動裝置相連。同時還要保證軸

36、能夠轉出，以便和傳動裝置相連。同時還要保證軸能夠轉動。而設備內(nèi)的物料蒸汽或氣體也就有可能沿釜蓋動。而設備內(nèi)的物料蒸汽或氣體也就有可能沿釜蓋的軸孔逸出。這不但造成物料的損失，而且由于許的軸孔逸出。這不但造成物料的損失，而且由于許多物料是易燃、易爆和有毒的，容易發(fā)生危險。此多物料是易燃、易爆和有毒的，容易發(fā)生危險。此外，在某些情況下釜內(nèi)需要造成壓力或真空，而軸外，在某些情況下釜內(nèi)需要造成壓力或真空，而軸孔的存在也會對加壓和真空造成一定的困難。于是孔的存在也會對加壓和真空造成一定的困難。于是就產(chǎn)生了軸的轉動和反應設備的密閉的矛盾。填料就產(chǎn)生了軸的轉動和反應設備的密閉的矛盾。填料箱就是解決這個矛盾的一

37、個部件。它既不妨害軸的箱就是解決這個矛盾的一個部件。它既不妨害軸的轉動，而且也可以使設備保持很大程度的密閉。轉動，而且也可以使設備保持很大程度的密閉。 一般反應釜上的填料箱，包括填料箱本體、填料壓一般反應釜上的填料箱，包括填料箱本體、填料壓蓋和底襯套，見圖蓋和底襯套，見圖2.122.12。填料箱本體一般用鑄鐵鑄成，。填料箱本體一般用鑄鐵鑄成，也可以用鋼材焊制，用螺釘固定在反應釜蓋上。在填料也可以用鋼材焊制，用螺釘固定在反應釜蓋上。在填料箱本體內(nèi)的底部放入用耐磨鑄鐵或青銅制成的底襯套，箱本體內(nèi)的底部放入用耐磨鑄鐵或青銅制成的底襯套，并用止動螺釘將它緊緊的固定，通過底襯套和填料箱本并用止動螺釘將它

38、緊緊的固定，通過底襯套和填料箱本體，貫穿出攪拌器的軸，軸被底襯套嚴密地包住而不觸體，貫穿出攪拌器的軸，軸被底襯套嚴密地包住而不觸及填料箱的其他零件。底襯套具有使攪拌軸及填料箱的其他零件。底襯套具有使攪拌軸“定向定向”的的任務，不讓軸在轉動時發(fā)生搖擺和振動；并防止軸的磨任務，不讓軸在轉動時發(fā)生搖擺和振動；并防止軸的磨損；此外底襯套還支持著放在它上面的填料。損；此外底襯套還支持著放在它上面的填料。(a) (b) 圖圖2.212.21標準填料箱結構標準填料箱結構 (a) (a) 帶襯套鑄鐵填料箱帶襯套鑄鐵填料箱 (b) (b) 帶油環(huán)鑄鐵填料箱帶油環(huán)鑄鐵填料箱 1-1-螺栓；螺栓；2-2-壓蓋；壓蓋

39、；3-3-油環(huán)；油環(huán)；4-4-填料；填料；5-5-箱體；箱體；6-6-襯套襯套 圖圖2.22 2.22 機械密封填料箱機械密封填料箱 1-1-彈簧座；彈簧座；2-2-彈簧；彈簧；3-3-彈簧壓板彈簧壓板； 4-4-動環(huán)；動環(huán)；5-5-密封圈；密封圈；6-6-靜環(huán)；靜環(huán)；7-7-靜環(huán)座靜環(huán)座l 在填料箱本體與軸之間留出的空隙內(nèi)，塞以填料。采在填料箱本體與軸之間留出的空隙內(nèi)，塞以填料。采用何種材料作填料，要按操作條件來決定，常用的有油石用何種材料作填料，要按操作條件來決定，常用的有油石棉、聚四氟乙烯等。將填料圈成環(huán)狀，環(huán)內(nèi)徑的展開長度棉、聚四氟乙烯等。將填料圈成環(huán)狀，環(huán)內(nèi)徑的展開長度等于軸的圓周長

40、度，然后用木棒將其塞入裝填料的空隙中，等于軸的圓周長度，然后用木棒將其塞入裝填料的空隙中，填料應分數(shù)次填裝和壓緊。然后壓上填料箱壓蓋均勻地擰填料應分數(shù)次填裝和壓緊。然后壓上填料箱壓蓋均勻地擰緊壓蓋上的螺釘這時填料箱壓蓋逐漸向下擠壓填料，使反緊壓蓋上的螺釘這時填料箱壓蓋逐漸向下擠壓填料，使反應釜達到密閉。但應注意在擰緊螺釘時要避免填料過分地應釜達到密閉。但應注意在擰緊螺釘時要避免填料過分地壓緊，因為這樣會增大軸與填料之間的摩擦而引起過熱，壓緊，因為這樣會增大軸與填料之間的摩擦而引起過熱，甚至軸會因而不能轉動。為了降低攪拌軸與填料摩擦時所甚至軸會因而不能轉動。為了降低攪拌軸與填料摩擦時所產(chǎn)生的高溫

41、，填料箱有時帶有冷卻裝置。產(chǎn)生的高溫，填料箱有時帶有冷卻裝置。l 還有一種機械密封填料箱，機械密封結構較復雜，但密封還有一種機械密封填料箱，機械密封結構較復雜，但密封效果甚佳。效果甚佳。 將運動由電動機傳給攪拌軸的整個機構稱將運動由電動機傳給攪拌軸的整個機構稱為攪拌器的傳動裝置。由電動機通過齒輪或蝸為攪拌器的傳動裝置。由電動機通過齒輪或蝸桿傳動裝置來帶動攪拌器的軸，并直接與電動桿傳動裝置來帶動攪拌器的軸，并直接與電動機相連，這樣的傳動裝置稱個別傳動。它的優(yōu)機相連，這樣的傳動裝置稱個別傳動。它的優(yōu)點是：點是：緊湊，容易照看，安全；緊湊，容易照看，安全；傳動效率傳動效率高；高；功率系數(shù)大；功率系數(shù)

42、大；操作方便。操作方便。個別傳動裝置的二種個別傳動裝置的二種形式：形式：齒輪減速齒輪減速器器 齒輪減速器的速齒輪減速器的速比不能很大，用于比不能很大，用于攪拌器轉速較高的攪拌器轉速較高的場合，場合，100100400400轉轉/ /分。分。 圖圖2.23 2.23 傘齒輪減速裝置傘齒輪減速裝置 渦輪減速器渦輪減速器 其速比其速比可以較大，應用于需可以較大，應用于需要低速攪拌的場合，要低速攪拌的場合，2020120120轉轉/ /分。對于分。對于轉速小于轉速小于2020轉轉/ /分的分的攪拌器，則往往采用攪拌器，則往往采用多級減速器。多級減速器。 圖圖2.24 2.24 渦輪減速器渦輪減速器一，

43、釜式反應器的傳熱裝置一，釜式反應器的傳熱裝置l極大多數(shù)的化學反應在進行時都有吸熱或放極大多數(shù)的化學反應在進行時都有吸熱或放熱現(xiàn)象，并且需要一定的反應溫度，所以幾熱現(xiàn)象，并且需要一定的反應溫度，所以幾乎所有的反應設備都裝有傳熱裝置。設備的乎所有的反應設備都裝有傳熱裝置。設備的加熱或冷卻方法首先決定于溫度及傳熱速度加熱或冷卻方法首先決定于溫度及傳熱速度的大小，同時也決定于所選定的傳熱劑的性的大小，同時也決定于所選定的傳熱劑的性質。質。l釜式反應器傳熱裝置主要有夾套式、蛇管式、釜式反應器傳熱裝置主要有夾套式、蛇管式、列管式、外部循環(huán)式等：列管式、外部循環(huán)式等：（1 1）夾套式：）夾套式： 當傳熱速率

44、要求不高和載熱體工作壓當傳熱速率要求不高和載熱體工作壓力低于力低于600kPa600kPa（158158飽和水蒸汽壓力）飽和水蒸汽壓力）時，常用夾套傳熱結構。當夾套內(nèi)載熱體時，常用夾套傳熱結構。當夾套內(nèi)載熱體工作壓力大于工作壓力大于600kPa600kPa，夾套必須采取加強，夾套必須采取加強措施，圖措施，圖2.262.26表示一種用支撐短管加強的表示一種用支撐短管加強的“蜂窩夾套蜂窩夾套”，可用，可用1000kPa1000kPa飽和水蒸汽飽和水蒸汽加熱至加熱至180180，圖，圖2.272.27表示為沖壓式蜂窩表示為沖壓式蜂窩夾套，可耐更高的壓力，另一種耐壓加熱夾套，可耐更高的壓力，另一種耐壓

45、加熱結構是用角鋼焊在釜的外壁上，如圖結構是用角鋼焊在釜的外壁上，如圖2.282.28和圖和圖2.292.29。 夾套的高度取決于傳熱面積，而傳熱面積由夾套的高度取決于傳熱面積，而傳熱面積由工藝要求確定。夾套高度一般應高于料液的高度，工藝要求確定。夾套高度一般應高于料液的高度，應比釜內(nèi)液面高出應比釜內(nèi)液面高出5050100mm100mm左右，以保證傳熱。左右，以保證傳熱。圖2.25 夾套式傳熱裝置 圖圖2.26 2.26 短管加強蜂窩夾套短管加強蜂窩夾套 圖圖2.27 2.27 沖壓式蜂窩夾套沖壓式蜂窩夾套 圖圖2.28 2.28 角鋼夾套構型之一角鋼夾套構型之一 圖圖2.29 2.29 角鋼夾

46、套構型之二角鋼夾套構型之二2 2）蛇管式和插入式換熱裝置：）蛇管式和插入式換熱裝置：l 當工藝需要的傳熱面積大，單靠夾套傳熱不能當工藝需要的傳熱面積大，單靠夾套傳熱不能滿足要求時，或者是反應器內(nèi)壁襯有橡膠、瓷滿足要求時，或者是反應器內(nèi)壁襯有橡膠、瓷磚、搪玻璃等非金屬材料時，可采用蛇管、插磚、搪玻璃等非金屬材料時，可采用蛇管、插入套管、插入入套管、插入D D形管等傳熱。形管等傳熱。l 蛇管浸沒在物料中，熱量損失少，且由于蛇管蛇管浸沒在物料中，熱量損失少，且由于蛇管內(nèi)傳熱介質流速高，它的給熱系數(shù)比夾套大很內(nèi)傳熱介質流速高，它的給熱系數(shù)比夾套大很多。但對于含有固體顆粒的物料及粘稠的物料多。但對于含有

47、固體顆粒的物料及粘稠的物料容易引起物料堆積和掛料，影響傳熱效果。容易引起物料堆積和掛料，影響傳熱效果。 工業(yè)上常用的蛇管有兩種：工業(yè)上常用的蛇管有兩種：水平式蛇管和直立式蛇管。排水平式蛇管和直立式蛇管。排列緊密的水平式蛇管能同時起列緊密的水平式蛇管能同時起到導流筒的作用，排列緊密的到導流筒的作用，排列緊密的直立式蛇管同時可以同時起到直立式蛇管同時可以同時起到檔板的作用，它們對于改善液檔板的作用，它們對于改善液體的流動狀況和攪拌的效果起體的流動狀況和攪拌的效果起到積極的作用。到積極的作用。 圖圖2.30 2.30 水平式蛇管水平式蛇管 圖圖2.31 2.31 直立式蛇管直立式蛇管工業(yè)上常用的幾種

48、插入式傳熱構件見圖工業(yè)上常用的幾種插入式傳熱構件見圖2.322.32所所示，這些插入式結構適用于反應物料容易在傳熱壁上示，這些插入式結構適用于反應物料容易在傳熱壁上結垢的場合，給除垢、檢修帶來方便。結垢的場合，給除垢、檢修帶來方便。圖圖2.32 2.32 幾種插入式傳熱構件幾種插入式傳熱構件 （3 3）列管式換熱裝置：）列管式換熱裝置： 對于大型攪拌反應釜需要高速傳熱時，可在釜內(nèi)安對于大型攪拌反應釜需要高速傳熱時，可在釜內(nèi)安裝列管式換熱器（圖裝列管式換熱器（圖2.332.33）。例如在）。例如在3030立方米的反應立方米的反應釜內(nèi)，安裝多組列管式換熱器，總傳熱面積可達釜內(nèi)，安裝多組列管式換熱器

49、，總傳熱面積可達110110平平方米。方米。 圖圖2.332.33內(nèi)部安裝列管式傳熱裝置的反應釜內(nèi)部安裝列管式傳熱裝置的反應釜（4 4）外部循環(huán)式：）外部循環(huán)式： 采用各種型式的換熱器使反應物料采用各種型式的換熱器使反應物料在反應器外進行換熱，即將反應器內(nèi)的在反應器外進行換熱，即將反應器內(nèi)的物料移出反應器換熱后再循環(huán)回反應器。物料移出反應器換熱后再循環(huán)回反應器。當反應器的夾套和蛇管傳熱面積仍不能當反應器的夾套和蛇管傳熱面積仍不能滿足滿足 工藝要求，或由于工藝的特殊要求工藝要求，或由于工藝的特殊要求無法在反應器內(nèi)安裝蛇管而夾套的傳熱無法在反應器內(nèi)安裝蛇管而夾套的傳熱面積又不能滿足工藝要求時，可以

50、通過面積又不能滿足工藝要求時，可以通過泵將反應器內(nèi)的料液抽出，經(jīng)過外部換泵將反應器內(nèi)的料液抽出，經(jīng)過外部換熱器換熱后再熱器換熱后再 循環(huán)回反應器內(nèi)。循環(huán)回反應器內(nèi)。圖圖2.34 2.34 外部循環(huán)式外部循環(huán)式換熱裝置換熱裝置 （5 5）回流冷凝式：）回流冷凝式： 在沸點下進行的放熱在沸點下進行的放熱反應當反應熱效應很大時，可反應當反應熱效應很大時，可以采用回流冷凝法進行換熱。以采用回流冷凝法進行換熱。采用這種方法進行傳熱，由于采用這種方法進行傳熱，由于蒸汽在冷凝器中以冷凝的方式蒸汽在冷凝器中以冷凝的方式散熱，可以得到很高的給熱系散熱，可以得到很高的給熱系數(shù)。數(shù)。 圖圖2.35 2.35 回流冷

51、凝式回流冷凝式換熱裝置換熱裝置 （6 6）電感加熱式：）電感加熱式： 利用交流電路所引起的磁通量利用交流電路所引起的磁通量變化在被加熱體中感應產(chǎn)生的渦流變化在被加熱體中感應產(chǎn)生的渦流損耗變?yōu)闊崮?。它適用壁厚在損耗變?yōu)闊崮?。它適用壁厚在5 58 8 以上，圓筒形設備加熱（高徑比最以上，圓筒形設備加熱（高徑比最好在好在2 24 4以上），加熱溫度在以上），加熱溫度在500500以下。其優(yōu)點是施工簡便，以下。其優(yōu)點是施工簡便，無明火，在易燃易爆環(huán)境中使用比無明火，在易燃易爆環(huán)境中使用比其它加熱方式安全，升溫快，溫度其它加熱方式安全，升溫快，溫度分布均勻。分布均勻。 圖圖2.362.36電感加熱式電感

52、加熱式換熱裝置換熱裝置二，反應釜的常用傳熱劑二，反應釜的常用傳熱劑 （一）加熱劑（一）加熱劑 在選擇一種物質作為加熱劑時，應注意滿足下列在選擇一種物質作為加熱劑時，應注意滿足下列要求：要求：要在較低壓力下有達到高溫的可能性；要在較低壓力下有達到高溫的可能性；化學化學穩(wěn)定性要高；穩(wěn)定性要高；要沒有腐蝕作用；要沒有腐蝕作用；導熱度要大；導熱度要大；蒸蒸發(fā)潛熱要大；發(fā)潛熱要大；熔點要低；熔點要低；要沒有爆炸和燃燒的危險要沒有爆炸和燃燒的危險性；性；要沒有毒性；要沒有毒性；價格要低廉、供應要方便。價格要低廉、供應要方便。 上述要求一種物質不可能同時滿足，應根據(jù)使用上述要求一種物質不可能同時滿足，應根據(jù)

53、使用情況，解決主要矛盾。常用的加熱劑有下列各種物質。情況，解決主要矛盾。常用的加熱劑有下列各種物質。 （1 1）水蒸汽）水蒸汽 這是應用最廣的一種加熱劑，它的優(yōu)點是這是應用最廣的一種加熱劑，它的優(yōu)點是價格便宜；能靈活地調(diào)節(jié)溫度；水蒸汽冷凝的給熱系數(shù)價格便宜；能靈活地調(diào)節(jié)溫度；水蒸汽冷凝的給熱系數(shù)大，有利于傳熱；蒸發(fā)潛熱大，熱效率高。當溫度低于大，有利于傳熱；蒸發(fā)潛熱大，熱效率高。當溫度低于200200時，時， 使用水蒸汽加熱是非常合適的。使用水蒸汽加熱是非常合適的。 （2 2）高壓飽和水蒸汽）高壓飽和水蒸汽 指蒸汽壓力大于指蒸汽壓力大于600kPa600kPa表壓的飽和水蒸汽，用高壓蒸汽作為表

54、壓的飽和水蒸汽，用高壓蒸汽作為熱源，需要用高壓管道輸送蒸汽。熱源，需要用高壓管道輸送蒸汽。 （3 3）高壓汽水混合物）高壓汽水混合物 圖圖2.372.37表示一種表示一種高壓汽水混合物作為熱源的流程示意圖。從高壓汽水混合物作為熱源的流程示意圖。從加熱爐到加熱設備這一段管道內(nèi)，蒸汽比例加熱爐到加熱設備這一段管道內(nèi)，蒸汽比例高，而水的比例低；從冷卻器返回加熱爐這高，而水的比例低；從冷卻器返回加熱爐這一段管道內(nèi)，蒸汽比例較少，而水的比例大。一段管道內(nèi)，蒸汽比例較少，而水的比例大。于是形成一個自然循環(huán)系統(tǒng)。這種高溫加熱于是形成一個自然循環(huán)系統(tǒng)。這種高溫加熱裝置可用于溫度為裝置可用于溫度為2002002

55、50250的加熱。當汽的加熱。當汽水混合物的溫度為水混合物的溫度為250250時，管道內(nèi)壓力達時，管道內(nèi)壓力達20000kPa.20000kPa.加熱爐可利用氣體或液體燃料加加熱爐可利用氣體或液體燃料加熱，爐溫達熱，爐溫達800800900900，爐內(nèi)加熱蛇管必須，爐內(nèi)加熱蛇管必須采用耐熱合金鋼。采用耐熱合金鋼。 圖圖2.37 2.37 高壓汽水混合物高壓汽水混合物加熱裝置加熱裝置 1 1加熱蛇管；加熱蛇管；2 2空氣冷卻器；空氣冷卻器；3 3加熱爐；加熱爐；4 4排氣閥排氣閥（4 4）聯(lián)苯混合物（道生油）聯(lián)苯混合物（道生油） 聯(lián)苯混合物是一聯(lián)苯混合物是一種目前應用較普遍的高溫有機載熱體。它是

56、質量種目前應用較普遍的高溫有機載熱體。它是質量分數(shù)為分數(shù)為26.526.5聯(lián)苯、聯(lián)苯、73.573.5二苯醚的低共熔和低二苯醚的低共熔和低共沸混合物，熔點共沸混合物，熔點12.312.3，沸點，沸點258258，能在較低，能在較低的壓力下得到較高的加熱溫度。在同樣溫度下，的壓力下得到較高的加熱溫度。在同樣溫度下，它的飽和蒸氣壓力只有水蒸汽壓力的它的飽和蒸氣壓力只有水蒸汽壓力的1/301/301/601/60，下表給出了聯(lián)苯混合物的飽和蒸氣壓力。下表給出了聯(lián)苯混合物的飽和蒸氣壓力。聯(lián)苯混合物的飽和蒸氣壓力聯(lián)苯混合物的飽和蒸氣壓力當加熱溫度在當加熱溫度在250250以下以下時，可采用液體聯(lián)苯混合物

57、加時，可采用液體聯(lián)苯混合物加熱，有三種加熱方案：熱，有三種加熱方案：液體液體聯(lián)苯混合物循環(huán)加熱（圖聯(lián)苯混合物循環(huán)加熱（圖2.382.38），加熱設備與加熱爐之），加熱設備與加熱爐之間要保證一定的高位差，才能間要保證一定的高位差，才能使液體有良好的循環(huán)。使液體有良好的循環(huán)。 液體聯(lián)苯混合物強制循環(huán)液體聯(lián)苯混合物強制循環(huán)加熱，可采用泵使液體作強制加熱，可采用泵使液體作強制循環(huán)，其給熱系數(shù)比自然循環(huán)循環(huán)，其給熱系數(shù)比自然循環(huán)可提高可提高3 34 4倍。倍。圖圖2.38 2.38 液體聯(lián)苯混合物液體聯(lián)苯混合物自然循環(huán)加熱裝置自然循環(huán)加熱裝置 1 1反應釜；反應釜；2 2加熱爐；加熱爐；3 3膨脹器；膨

58、脹器；4 4回流冷凝器；回流冷凝器；5 5熔化槽；熔化槽；6 6儲槽；儲槽；7 7溫度自控裝置溫度自控裝置 夾套內(nèi)盛聯(lián)苯混合物，將夾套內(nèi)盛聯(lián)苯混合物，將管狀電熱器插入液體內(nèi)加管狀電熱器插入液體內(nèi)加熱。這種方法簡便，適用熱。這種方法簡便，適用于傳熱速率要求不高的場于傳熱速率要求不高的場合（圖合（圖2.392.39）。）。圖圖2.39 2.39 液體聯(lián)苯混合物液體聯(lián)苯混合物夾套電加熱裝置夾套電加熱裝置1 1反應釜；反應釜；2 2加熱夾套；加熱夾套；3 3管式電熱器管式電熱器當加熱溫度超過當加熱溫度超過250250時，可采用聯(lián)苯混時，可采用聯(lián)苯混合物的蒸氣加熱。一種較合物的蒸氣加熱。一種較為簡易的聯(lián)

59、苯混合物蒸氣為簡易的聯(lián)苯混合物蒸氣加熱裝置（見圖加熱裝置（見圖2.402.40），），是將蒸氣發(fā)生器直接附在是將蒸氣發(fā)生器直接附在反應釜下面。用電熱棒加反應釜下面。用電熱棒加熱液體聯(lián)苯混合物，使它熱液體聯(lián)苯混合物，使它沸騰生成蒸氣沸騰生成蒸氣圖圖2.40 2.40 聯(lián)苯混合物蒸氣聯(lián)苯混合物蒸氣夾套加熱裝置夾套加熱裝置1 1反應釜；反應釜；2 2液面計；液面計；3 3電加熱棒；電加熱棒；4 4回流冷凝器回流冷凝器5 5）電加熱）電加熱 電加熱是一種熱效率高、操作簡單、電加熱是一種熱效率高、操作簡單、便于實現(xiàn)自控和遙控的高溫加熱方法。常用的電加熱便于實現(xiàn)自控和遙控的高溫加熱方法。常用的電加熱方法可

60、分為以下三種類型：方法可分為以下三種類型： 電阻加熱。電流通過電阻產(chǎn)生熱量實現(xiàn)加熱，電阻加熱。電流通過電阻產(chǎn)生熱量實現(xiàn)加熱，有以下幾種結構形式：有以下幾種結構形式： 輻射加熱法輻射加熱法 電阻絲暴露在空氣中，借輻射和對電阻絲暴露在空氣中，借輻射和對流傳熱，直接加熱反應釜，此種方法只能用于非易燃流傳熱，直接加熱反應釜，此種方法只能用于非易燃和易爆的操作過程。和易爆的操作過程。 電阻夾布加熱法電阻夾布加熱法 將電阻絲夾在用玻璃纖維織成將電阻絲夾在用玻璃纖維織成的布中，包扎在反應釜的外壁，這樣可避免電阻絲暴的布中，包扎在反應釜的外壁，這樣可避免電阻絲暴露在大氣中，從而減少引起火災的危險性。但必須注露