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反應(yīng)釜的分類,、原理和發(fā)展趨勢(shì)
反應(yīng)釜常用于石油化工、橡膠,、農(nóng)藥,、染料、醫(yī)藥等行業(yè),，用以完成磺化,、硝化、氫化,、烴化,、聚合、縮合等工藝過(guò)程,，以及有機(jī)染料和中間體的許多其它工藝過(guò)程的反應(yīng)設(shè)備,。低壓反應(yīng)釜，一般是指1.6MPa以下的反應(yīng)釜,。
由于工藝條件和介質(zhì)的不同,，反應(yīng)釜的材料選擇及結(jié)構(gòu)也不盡相同，但基本組成是相同的,，它包括傳動(dòng)裝置,、傳熱和攪拌裝置、釜體(上蓋,、筒體,、釜底)、工藝接管等,。設(shè)備的外觀尺寸,，一般取反應(yīng)釜有效高度Hgz/反應(yīng)釜內(nèi)徑Di=1.0~1.2，如果Hgz/Di＞1.5,，則需增設(shè)槳葉數(shù)。槳葉直徑di通常取1/3/Di,，上,、下槳葉的間距應(yīng)略大于槳徑。在設(shè)備的結(jié)構(gòu)上設(shè)置必要的傳熱和攪拌裝置是為了強(qiáng)化反應(yīng)過(guò)程,。反應(yīng)釜體普遍采用鋼制(或襯里)、鑄鐵或搪玻璃,。反應(yīng)釜所用的材料、攪拌裝置,、加熱方法、軸封結(jié)構(gòu),、容積大小、溫度,、壓力等各有異同,、種類很多。
它們的基本特點(diǎn)分述如下：一,、結(jié)構(gòu)反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)基本相同,，除有反應(yīng)釜體外，還有傳動(dòng)裝置,、攪拌和加熱(或冷卻)裝置等,，可改善傳熱條件,，使反應(yīng)溫度控制得比較均勻，并不強(qiáng)化傳質(zhì)過(guò)程,。二,、操作壓力反應(yīng)釜操作壓力較高,。釜內(nèi)的壓力是化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生或由溫度升高而形成,，壓力波動(dòng)較大，有時(shí)操作不穩(wěn)定,，突然的壓力升高可能超過(guò)正常壓力的幾倍，因此,，大部分反應(yīng)釜屬于受壓容器,。三、操作溫度反應(yīng)釜操作溫度較高,，通常化學(xué)反應(yīng)需要在一定的溫度條件下才能進(jìn)行,，所以反應(yīng)釜既承受壓力又承受溫度,。獲得高溫的方法通常有以下幾種：1,、水加溫要求溫度不高時(shí)可采用，其加熱系統(tǒng)有敞開(kāi)式和密閉式兩種,。敞開(kāi)式較簡(jiǎn)單,，它由循環(huán)泵、水槽,、管道及控制閥門的調(diào)節(jié)器所組成,，當(dāng)采用高壓水時(shí),，設(shè)備機(jī)械強(qiáng)度要求高，反應(yīng)釜外表面焊上蛇管,，蛇管與釜壁有間隙，使熱阻增加,，傳熱效果降低,。2,、蒸汽加熱加熱溫度在100℃以下時(shí)，可用一個(gè)大氣壓以下的蒸汽來(lái)加熱,；100~180℃范圍內(nèi),，用飽和蒸汽,；當(dāng)溫度更高時(shí),，可采用高壓過(guò)熱蒸汽。3,、用其它介質(zhì)加熱若工藝要求必須在高溫下操作或欲避免采用高壓的加熱系統(tǒng)時(shí),，可用其它介質(zhì)來(lái)代替水和蒸汽，如礦物油(275～300℃),、聯(lián)苯醚混合劑(沸點(diǎn)258℃),、熔鹽(140～540℃)、液態(tài)鉛(熔點(diǎn)327℃)等。4,、電加熱將電阻絲纏繞在反應(yīng)釜筒體的絕緣層上，或安裝在離反應(yīng)釜若干距離的特設(shè)絕緣體上,，因此,，在電阻絲與反應(yīng)釜體之間形成了不大的空間間隙。前三種方法獲得高溫均需在釜體上增設(shè)夾套,，由于溫度變化的幅度大，使釜的夾套及殼體承受溫度變化而產(chǎn)生溫差壓力,。采用電加熱時(shí)，設(shè)備較輕便簡(jiǎn)單,，溫度較易調(diào)節(jié)，而且不用泵,、爐子、煙囪等設(shè)施,，開(kāi)動(dòng)也非常簡(jiǎn)單,，危險(xiǎn)性不高,，成本費(fèi)用較低,，但操作費(fèi)用較其它加熱方法高，熱效率在85%以下,，因此適用于加熱溫度在400℃以下和電能價(jià)格較低的地方,。四,、反應(yīng)釜攪拌結(jié)構(gòu)在反應(yīng)釜中通常要進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，為保證反應(yīng)能均勻而較快的進(jìn)行,，提率,，通常在反應(yīng)釜中裝有相應(yīng)的攪拌裝置,，于是便帶來(lái)傳動(dòng)軸的動(dòng)密封及防止泄漏的問(wèn)題,。五,、反應(yīng)釜的工作反應(yīng)釜多屬間隙操作,，有時(shí)為保證產(chǎn)品質(zhì)量,，每批出料后都需進(jìn)行清洗；釜頂裝有快開(kāi)人孔及手孔,，便于取樣,、測(cè)體積、觀察反應(yīng)情況和進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部檢修,。
化工生產(chǎn)對(duì)反應(yīng)釜的要求和發(fā)展趨勢(shì)：1,、大容積化，這是增加產(chǎn)量,、減少批量生產(chǎn)之間的質(zhì)量誤差,、降低產(chǎn)品成本的有效途徑和發(fā)展趨勢(shì)。染料生產(chǎn)用反應(yīng)釜國(guó)內(nèi)多為6000L以下,，其它行業(yè)有的達(dá)30m³,；國(guó)外在染料行業(yè)有20000～40000L，而其它行業(yè)可達(dá)120m³,。2,、反應(yīng)釜的攪拌器，已由單一攪拌器發(fā)展到用雙攪拌器或外加泵強(qiáng)制循環(huán),。反應(yīng)釜發(fā)展趨勢(shì)除了裝有攪拌器外,，尚使釜體沿水平線旋轉(zhuǎn)，從而提高反應(yīng)速度,。3、以生產(chǎn)自動(dòng)化和連續(xù)化代替笨重的間隙手工操作,，如采用程序控制,，既可保證穩(wěn)定生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量,，增加收益,，減輕體力勞動(dòng),，又可消除對(duì)環(huán)境的污染,。4、合理地利用熱能,，選擇*的工藝操作條件,，加強(qiáng)保溫措施，提高傳熱效率,，使熱損失降至zui低限度，余熱或反應(yīng)后產(chǎn)生的熱能充分地綜合利用。熱管技術(shù)的應(yīng)用,，將是今后反應(yīng)釜發(fā)展趨勢(shì)。