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釜式反應器的基本結構及工作原理功能的設計演示

槽型反應器又名釜式反應器，指的是主要用于灰塵控制、氣體冷卻、金屬表面處理、除油、水充氣等。
在高徑比較大時，可用多層攪拌槳葉。在反應過程中物料需加熱或冷卻時，可在反應器壁處設置夾套，或在器內設置換熱面，也可通過外循環進行換熱。
一、釜式反應器的基本結構

釜式反應器的基本結構主要包括: 反應器殼體、攪拌裝置、密封裝置、換熱裝置、傳動裝置。殼體結構：一般為碳鋼材料，筒體皆為圓筒型。釜式反應器殼體部分的結構包括筒體、底、蓋（或稱封頭）、手孔或人孔、視鏡、安全裝置及各種工藝接管口等。封頭；反應釜的頂蓋，為了滿足拆卸方便以及維護檢修。平面形：適用于常壓或壓力不高時；碟形：應用較廣。球形：適用于高壓場合；橢圓形：應用較廣。錐形：適用于反應后物料需要分層處理的場合。手孔、人孔：為了檢查內部空間以及安裝和拆卸設備內部構件。視鏡:觀察設備內部物料的反應情況，也作液面指示用。
工藝接管:用于進、出物料及安裝溫度、壓力的測定裝置。
二、釜式反應器的工作原理

釜式攪拌反應器有立式容器中心攪拌、偏心攪拌、傾斜攪拌，臥式容器攪拌等類型。其中以立式容器中心攪拌反應器是最典型的一種。
1.殼體
殼體提供反應器有效體積以保證完成生產任務，并且有足夠的強度和耐腐蝕能力以保證運行可靠。它由圓形筒體、上蓋、下封頭構成。上蓋與筒體連接有兩種方法，一種是蓋子與筒體直接焊死構成一個整體；另一種形式是考慮拆卸方便用法蘭連接。上蓋開有人孔、手孔和工藝接孔等。殼體材料根據工藝要求來確定，最常用的是鑄鐵和鋼板，也有的采用合金鋼或復合鋼板。當用來處理有腐蝕性介質時，則需用耐腐蝕材料來制造反應釜，或者將反應釜內表搪瓷、襯瓷板或橡膠。
2.攪拌器
攪拌器是攪拌反應釜的一個關鍵部件。攪拌器的選型及計算是否正確，直接關系到攪拌反應釜的操作和反應的結果。如果攪拌器不能使物料混合均勻，可能會導致某些副反應的發生，使產品質量惡化，收率下降，反應結果嚴重偏離小試結果，即產生所謂的放大效應。另外，不良的攪拌還可能會造成生產事故。例如某些硝化反應，如果攪拌效果不好，可能使某些反應區域的反應非常劇烈，嚴重時會發生爆炸。由于攪拌的存在，使釜式反應器物料側的給熱系數增大，因此攪拌對傳熱過程也有影響。
3.軸封
用來防止釜的主體與攪拌軸之間的泄漏，為動密封結構。主要有填料密封和機械密封兩種。
4.傳熱裝置
化學反應需要維持在一定的溫度下進行，在反應過程中常伴隨著熱效應的產生，因此攪拌釜式反應器需要配有傳熱裝置。對于間歇反應過程，在反應未開始時，由于料液的初始溫度與反應溫度有較大的差別，應先對它進行加熱或冷卻，使之達到反應所需溫度。當反應開始后，由于反應熱效應的存在需要調整傳熱量的大小使反應仍然能夠維持一定的反應溫度。釜式反應器的傳熱，對于維持最佳的反應條件，取得最好的反應效果是很重要的。不良的傳熱不僅會影響反應效果，有時甚至引起爆炸。因此，反應器的傳熱操作對于維持化學反應順利進行是極其重要的。
三、釜式反應器的傳動裝置及密封裝置

一)傳動裝置
包括電機、減速器、聯軸節和攪拌軸。此裝置使攪拌器獲得動能以強化液體流動。
二)密封裝置
靜止的攪拌釜封頭和轉動的攪拌軸之間設有攪拌軸密封裝置，簡稱軸封，以防止釜內物料泄漏。用來防止釜的主體與攪拌軸之間的泄漏。軸封裝置主要有填料軸封和機械密兩種，還可用新型密封膠密封。
1.填料密封
填料箱出箱體、填料、襯套(或油環)、壓蓋和壓緊螺栓等零件組成。旋緊螺栓時，壓蓋壓縮填料（一般為石棉織物、并含有石墨或黃油作潤滑劑)，填料變形緊貼公軸的表面上，從而起到密封作用。填料箱密封結構簡單，填料裝卸方便，但使用壽命較短，難免微量泄漏。
2.機械密封
機械密封(又稱端面密封)由動環、靜環、彈簧加荷裝置(彈簧、蛹栓、螺母、彈簧座、彈簧壓板)及輔助密封團四個部分組成。由于彈簧力的作用使動環緊緊壓在靜環上，當軸旋轉時，彈簧座、彈簧、彈簧壓板、動環等零件隨軸一起旋轉，而靜環則固定在座架上靜止不動，動環與靜環相接觸的環形密封端面阻止了物料的泄漏。機械密封結構較復雜，但密封效果甚佳。
四、釜式反應器實驗裝置的整體設計及原理解析

1.裝置功能：
1)了解釜式反應器的工作原理。
2)學習反應釜的操作流程。
3)學習反應釜的溫度、壓力等控制方法。
2.設計參數：
1)攪拌電壓：0—200V、轉速: 0--1500 r/min。
2)操作壓力：0-5MPa、操作溫度：常溫-200℃。
3.公用設施：
1)水：：裝置冷凝器連接自來水。
2)電：電壓AC220V，功率2.0KW，標準單相三線制。每個實驗室需配置1~2個接地點（安全地及信號地）。
4.主要設備：
1)反應釜由電加熱爐、反應裝置、攪拌和傳動系統，以及安全閥等組成。
2)304不銹鋼攪拌反應器，反應釜容積1L，使用壓力范圍：常壓-5MPa，最高使用溫度200℃，釜蓋上進氣口配針型閥、取樣口配針型閥、防爆口配安全閥。
3)壓力控制采用304不銹鋼調壓閥。
4)釜加熱爐功率：1.5KW，攪拌轉速：0-1500r/min。
5)轉子流量計LZB-3，測量范圍：16-160ml/min，1臺。
6)反應器內溫度顯示：宇電AI701，1臺。
7)宇電AI518數字溫度控制儀，1臺。
8)攪拌速度傳感器1臺。
9)數字轉速測定儀1臺。
10)壓力表量程為6MPa，1臺。
11)計量泵功率30W；最大流量2L/h；沖程頻率120r/ min；吸程2m。
12)電器：接觸器、開關、漏電保護空氣開關。
13)304不銹鋼管路、管件及閥門。
14)304不銹鋼儀表柜：測控、電器設備在實驗架上。
15)304不銹鋼材質框架1200*500*1600mm(長×寬×高)，帶腳輪及禁錮腳。
5.測控組成：

五、總結：
釜式反應器應用于灰塵控制、氣體冷卻、金屬表面處理、除油、水充氣等。其轉角90度結構設計、寬大的旋流腔減少和消除了阻塞現象。使得噴嘴能在低壓下對液體進行良好的霧化作用，尤其是在要求快速熱交換或要求有效的空懸液滴的沖擊的應用中。噴射區域成環形，噴霧角度為40-90度之間。

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