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釜式反应器tank reactor

时间：2020-03-01 来源：网络 浏览：
一种低高径比的圆筒形反应器，用于实现液相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。器内常设有搅拌（机械搅拌、气流搅拌等）装置。在高径比较大时，可用多层搅拌桨叶。在反应过程中物料需加热或冷却时，可在反应器壁处设置夹套，或在器内设置换热面，也可通过外循环进行换热。
　　操作方式 　釜式反应器按操作方式可分为：①间歇釜式反应器，或称间歇釜（图1）。操作灵活，易于适应不同操作条件和产品品种，适用于小批量、多品种、反应时间较长的产品生产。间歇釜的缺点是：需有装料和卸料等辅助操作，产品质量也不易稳定。但有些反应过程，如一些发酵反应和聚合反应，实现连续生产尚有困难，至今还采用间歇釜。②连续釜式反应器，或称连续釜(图2)。可避免间歇釜的缺点，但搅拌作用会造成釜内流体的返混。在搅拌剧烈、液体粘度较低或平均停留时间较长的场合，釜内物料流型可视作全混流（见流动模型），反应釜相应地称作全混釜。在要求转化率高或有串联副反应的场合，釜式反应器中的返混现象是不利因素。此时可采用多釜串联反应器（图3），以减小返混的不利影响，并可分釜控制反应条件。③半连续釜式反应器。指一种原料一次加入，另一种原料连续加入的反应器，其特性介于间歇釜和连续釜之间。

图1

 

图2

 

图3

　　计算 　就单一反应A→B而言，各种釜式反应器的常用计算方法如下：①对于间歇釜式反应器，当反应物A的初浓度和终浓度分别为C岹和C岒时，反应所需的时间τ为：
　　　　　　　　　

　　　　　　　(1)

式中 CA为反应物A的浓度；-rA为浓度为CA时的反应速率。②对于连续釜式反应器，设反应器为全混流，当反应物A的进口浓度和出口浓度分别为C岹和C岏时，反应所需的平均停留时间掦（见停留时间分布）为：
　　　　　　　

　　　　　　 (2)

式中V 为反应器的有效容积；v为体积流率;-r岏为出口浓度C岏下的反应速率。③对于多釜串联反应器，可以利用式(2)逐个反应器类推计算。对一级反应（-rA=kCA，k为反应速率常数），若各釜有效容积相等，反应温度相同，则有：
　　　　　　　　

式中C岰为第n釜中A的浓度；掦i为一釜的平均停留时间。
　　工程放大 　机械搅拌的釜式反应器可针对不同反应特征按下列原则之一进行放大：①搅拌雷诺数Rej相等。
　　　　　　　　

式中N为搅拌桨转速；D为搅拌桨直径；ρ为液体密度;μ为粘度；②单位体积液体搅拌功率相等；③搅拌桨外缘的线速度相等（见彩图）。

釜式反应器

 
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