上一篇讲到TPM咨询中反应釜的常见类型应用,虽然反应釜类型有很多,但它们的结构构成都类似,那本篇将继续介绍TPM咨询中反应釜的基本结构和相关应用。
釜式反应器主要由釜体、传热装置、搅拌装置、传动装置、轴封装置及各种工艺接管组成。
①釜体。釜体是为反应提供所需空间。它由壳体和上、下封头组成,在加压操作时,上、下封头多为半球形或椭球形;而在常压操作时,上、下封头可做成平盖。为了放料方便,下底一般做成锥型。
釜体的尺寸由长径比来决定(即其高与直径之比),在选择釜体尺寸时,需要考虑反应过程,比如需要反应时间长,需要充分接触釜内空气,则长径比就要大,一般釜体长径比在1-3之间。
②传热装置,主要用于反应温度的传递,传热装置样式很多,常见样式如下:
1)夹套传热。夹套是指在容器壁外面加上的一个外套。可通过加入热介质如蒸气、热水或热油等来加热容器内(或管道内)物料,也可通入冷却介质如冷却水或其他冷却流体来冷却容器内(或管道内)的物料。
2)盘管传热。适用于传热面积大,单靠夹套传热面积不能满足要求的反应釜。
3)列管传热。对于大型反应釜,需高速传热时可安装。其具有换热面积大,传热效果好,结构简单,操作弹性大的优点。
4)外部循环式传热。当夹套和蛇管传热面积不能满足工艺要求,可以通过泵将反应器内的料液抽出,经外部换热器换热后再循环回反应器中。
5)回流冷凝式传热。将反应器内产生的蒸汽通过外部冷凝器加以冷凝,冷凝液返回反应器中。
③搅拌装置。用于推动静止的液料运动,维持搅拌过程所需的流体流动状态,以达到搅拌的目的。包括搅拌器、搅拌轴等。搅拌器的种类有很多,常见的搅拌器样式如下:
搅拌器样式的不同,会使反应液在釜内呈现不同的翻滚状态,继而反应状态也不同,所以针对不同反应会用不同的搅拌样式,下一篇章重点对此赘述。
④传动装置。主要作用为给搅拌提供动力,搅拌器传动装置一般安放在釜体的顶部,通常采用立式布置,如图所示:
⑤轴封装置。作用是保证工作时形成密封条件,阻止介质向外泄露的装置,可分为填料箱密封和机械密封。通常在常压或低压条件下采用填料密封,一般使用压力<0.2Mpa;在一般中等压力或抽真空条件下会采用机械密封,一般压力为负压或<4Mpa。
以上就是TPM咨询中反应釜的基本结构和常见应用的介绍,反应釜作为化工制药生产的必备反应容器,在实际应用中类型会多种多样,在掌握这些基本结构外,还需要了解反应的机理等信息来选择。