化工設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)與選型-反應(yīng)器選用與設(shè)計(jì)程序

課程：化工工藝初級(jí)設(shè)計(jì)知識(shí)點(diǎn)：反應(yīng)器設(shè)計(jì)化學(xué)反應(yīng)核心目的產(chǎn)物產(chǎn)生原料預(yù)處理脫出雜質(zhì)產(chǎn)品分離與提純高純度產(chǎn)物*化學(xué)反應(yīng)是化工生產(chǎn)的核心典型的化工生產(chǎn)過程1、反應(yīng)設(shè)備應(yīng)滿足化學(xué)反應(yīng)過程的要求。①物料的性質(zhì)（粘度、密度、腐蝕性等）、相態(tài)；②反應(yīng)條件（溫度、壓力等）；③反應(yīng)過程的特點(diǎn)（氣相的生成、固相的沉積等）。2、反應(yīng)設(shè)備應(yīng)滿足傳質(zhì)、傳熱和流體動(dòng)力過程的要求。對(duì)反應(yīng)設(shè)備的基本要求反應(yīng)器結(jié)構(gòu)管式反應(yīng)器釜式反應(yīng)器鼓泡攪拌釜攪拌釜式漿態(tài)反應(yīng)器有固體顆粒床層的反應(yīng)器固定床反應(yīng)器移動(dòng)床反應(yīng)器流化床反應(yīng)器塔式反應(yīng)器填充塔板式塔鼓泡塔噴射反應(yīng)器2023/11/144化學(xué)反應(yīng)器分類按反應(yīng)物的相態(tài)分類均相反應(yīng)器：如氣相均相、液相均相反應(yīng)器非均相反應(yīng)器：氣固相反應(yīng)器化學(xué)反應(yīng)器分類操作方式連續(xù)反應(yīng)器間歇反應(yīng)器半連續(xù)反應(yīng)器2023/11/146化學(xué)反應(yīng)器分類反應(yīng)器類型適用的反應(yīng)應(yīng)用特點(diǎn)管式反應(yīng)器氣相、液相返混小、所需反應(yīng)器體積小、比傳熱面大，但慢速反應(yīng)管長、壓降大釜式反應(yīng)器液相、液固相適用性強(qiáng)，操作彈性大，連續(xù)操作條件易控制，產(chǎn)品質(zhì)量均一，但高轉(zhuǎn)化率時(shí)體積大板式塔氣液相逆流接觸，氣液返混小，流速有限制填料塔液相、氣液相結(jié)構(gòu)簡單，返混小，壓降小，填料裝卸麻煩鼓泡塔氣液相，氣固液相氣相返混小，液相返混大，溫度易調(diào)節(jié)，氣體壓降大，流速有限制噴霧塔氣液相快速反應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單，液體表面積大，停留時(shí)間受塔高限制，氣速有限制固定床反應(yīng)器氣固（催化或非催化）相返混小，高轉(zhuǎn)化率時(shí)催化劑用量少且不易磨損但裝卸麻煩，傳熱溫控不易，流化床反應(yīng)器氣固（催化或非催化）相傳熱好，溫度均勻，易控制，磨損大，返混大，操作條件限制大移動(dòng)床反應(yīng)器氣固（催化或非催化）相固體返混小，固氣比可變性大，粒子傳送較易，溫差大，調(diào)節(jié)困難滴流床反應(yīng)器氣液固（催化或非催化）相催化劑帶出少，分離易，氣液分布要求均勻，溫度調(diào)節(jié)較難各類反應(yīng)器的應(yīng)用特點(diǎn)反應(yīng)器特點(diǎn)適用范圍：液液、氣液、液固、氣液固優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單、操作靈活、適用性廣釜式反應(yīng)器缺點(diǎn)：間歇式：產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定；連續(xù)式：返混嚴(yán)重。2023/11/148間歇釜式反應(yīng)器連續(xù)釜式反應(yīng)器固定床反應(yīng)器適用范圍：氣固、液固、氣液固缺點(diǎn)：傳熱差、操作過程中催化劑不能更換2023/11/149優(yōu)點(diǎn)：返混小、催化劑機(jī)械磨損小、結(jié)構(gòu)簡單反應(yīng)器特點(diǎn)軸向換熱固定床反應(yīng)器徑向換熱式固定床反應(yīng)器移動(dòng)床反應(yīng)器適用范圍：氣固、液固優(yōu)點(diǎn)：固體和流體的停留時(shí)間可以在較大范圍內(nèi)改變、返混較小缺點(diǎn)：控制固體顆粒的均勻下移比較困難2023/11/1410反應(yīng)器特點(diǎn)反應(yīng)器特點(diǎn)流化床反應(yīng)器適用范圍：氣固、液固優(yōu)點(diǎn)：固體物料可連續(xù)輸入和輸出、床層內(nèi)部溫度均勻，便于控制、催化劑可連續(xù)再生缺點(diǎn)：產(chǎn)品分布不均勻、反應(yīng)轉(zhuǎn)化率降低、催化劑易損失、床層內(nèi)傳遞現(xiàn)象復(fù)雜2023/11/1411保證物料轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)時(shí)間。滿足反應(yīng)的熱傳遞要求。設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)臄嚢杵骰蝾愃谱饔玫臋C(jī)構(gòu)。注意材質(zhì)選用和機(jī)械加工要求。

在反應(yīng)器設(shè)計(jì)時(shí)，除了通常說的要求“合理、先進(jìn)、安全、經(jīng)濟(jì)”的原則，還要，考慮下列設(shè)計(jì)要點(diǎn)：反應(yīng)器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)釜式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)：殼體結(jié)構(gòu)、攪拌器、密封裝置、換熱裝置

反應(yīng)釜設(shè)計(jì)程序確定反應(yīng)釜操作方式匯總設(shè)計(jì)基