化學(xué)反應(yīng)器的常見類型和應(yīng)用

化學(xué)反應(yīng)器的常見類型和應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)器有哪些？化學(xué)反應(yīng)種類繁多，性質(zhì)各異。化學(xué)反應(yīng)器是化工生產(chǎn)的心臟部分，它們往往具有相差甚遠(yuǎn)的構(gòu)形和尺寸，如窯爐、鍋爐、釜、塔、混合器、高爐、回轉(zhuǎn)窯等。1、釜式反應(yīng)器釜式反應(yīng)器也稱反應(yīng)釜或槽型反應(yīng)器，其結(jié)構(gòu)如圖所示。它主要由攪拌器、罐體、夾套、壓出管、人孔、軸封、傳動(dòng)裝置和支座等部分構(gòu)成。釜式反應(yīng)器在有機(jī)化工生產(chǎn)和精細(xì)化工生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。不但用于酯化反應(yīng)、皂化反應(yīng)這樣的均相反應(yīng)，而且也廣泛用于除氣相反應(yīng)以外的幾乎所有的反應(yīng)，如液相、液液相、液固相、氣液固相反應(yīng)等。釜式反應(yīng)器，1攪拌器、2罐體、3夾套、4攪拌軸、5壓出管、6支座、7人孔、8軸封、9傳動(dòng)裝置。2、管式反應(yīng)器管式反應(yīng)器較多用于連續(xù)反應(yīng)，有單管和多管之分，多管中又有多管平行連接和多管串聯(lián)連接兩種形式。幾種典型的管式反應(yīng)器如圖2所示。管式反應(yīng)器廣泛應(yīng)用于氣相、液相反應(yīng)，例如石油烴裂解制乙烯、丙烯，氯乙烯合成、環(huán)氧乙烷合成等生產(chǎn)，下圖是幾種典型的管式反應(yīng)器。3、塔式反應(yīng)器塔設(shè)備除了廣泛應(yīng)用于精餾、吸收、解吸和萃取外，還可作為反應(yīng)器應(yīng)用于氣液相反應(yīng)。常見的有板式塔、填料塔、噴霧塔和鼓泡塔。板式塔和填料塔主要用于兩種流體相反應(yīng)的過程，如氣液相反應(yīng)和液液相反應(yīng)。噴霧塔主要用于氣液相反應(yīng)，它使液體成霧滴狀分散于氣體中。鼓泡塔也是一種塔式反應(yīng)器，氣體以氣泡的形式通過液層，用以進(jìn)行氣液相反應(yīng)。如圖所示為設(shè)有擋板、塔外循環(huán)管和換熱器的鼓泡塔，1塔體、2擋板、3塔外換熱器。4、固定床反應(yīng)器固定床反應(yīng)器的特點(diǎn)為反應(yīng)器內(nèi)填充有固定不動(dòng)的固體催化劑顆?；蚬腆w反應(yīng)物，在流體通過時(shí)靜止不動(dòng)，主要用于氣固相催化反應(yīng)。固定床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，需要的輔助設(shè)備少，操作容易，應(yīng)用廣泛。按反應(yīng)中是否與外界有熱量交換可以劃分為絕熱式和換熱式兩大類。如圖所示為絕熱式固定床催化反應(yīng)器和換熱式固定床催化反應(yīng)器，1礦渣棉、2瓷環(huán)、3催化劑。5、流化床反應(yīng)器流體自下而上通過固體顆粒床層，到流體速度增加到一定程度時(shí)，顆粒被流體托起作懸浮運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象叫固體流態(tài)化。利用流態(tài)化技術(shù)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的裝置叫流化床反應(yīng)器。流化床反應(yīng)器在工業(yè)中的應(yīng)用可分為催化過程和非催化過程兩大類。催化裂化是利用流化床反應(yīng)器的規(guī)模最大的工業(yè)生產(chǎn)過程，礦物加工為非催化反應(yīng)過程，如硫鐵礦焙燒、石灰石焙燒等。圖所示為制取環(huán)氧乙烷的流化床反應(yīng)器和工業(yè)石灰石煅燒爐。6、移動(dòng)床反應(yīng)器移動(dòng)床反應(yīng)器也是一種有固體顆粒參與的反應(yīng)器，與固定床反應(yīng)器的不同之處是固體顆粒邊反應(yīng)邊整體移動(dòng)位置。如固體顆粒為催化劑，則用提升裝置將其輸送至反應(yīng)器頂部后返回反應(yīng)器內(nèi)。反應(yīng)流體與顆粒成逆流，此種反應(yīng)器適用于催化劑需要連續(xù)進(jìn)行再生的催化反應(yīng)過程和固相加工反應(yīng)。如圖所示為移動(dòng)床反應(yīng)器。滴流床反應(yīng)器從某種意義上說，這種反應(yīng)器也屬于固定床反應(yīng)器，當(dāng)兩股流體并流向下通過固定