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。
间歇操作反应器系将原料按一定配比一次加入反应器,待反应达到一定要求后,一次卸出物料。连续操作反应器系连续加入原料,连续排出反应产物。当操作达到定态时,反应器内任何位置上物料的组成、温度等状态参数不随时间而变化。半连续操作反应器也称为半间歇操作反应器,介于上述两者之间,通常是将一种反应物一次加入,然后连续加入另一种反应物。反应达到一定要求后,停止操作并卸出物料。
间歇反应器的优点是设备简单,同一设备可用于生产多种产品,尤其适合于、染料等工业部门小批量、多品种的生产。另外,间歇反应器中不存在物料的返混,对大多数反应有利。缺点是需要装卸料、清洗等工序,产品质量不易稳定。
基本结构
(一)反应釜由反应容器、搅拌器及传动系统、冷却装置、安全装置、加热炉等组成
1、釜体、釜盖采用不锈钢加工制成,釜体通过螺纹与法兰联接,釜盖为正体平板盖,两者由周向均布的主螺栓、螺母紧固联接。
2、高压釜主密封口采用A型的双线密封,其余密封点均采用圆弧面与平面、圆弧面与圆弧面的线接触的密封形式,依靠接触面的高精度和光洁度,达到良好的密封效果。
3、釜体外装有桶型碳化硅炉芯,电炉丝穿于炉芯中,其端头由炉壳侧下部穿出,通过接线螺柱,橡套电缆与控制器相连。
4、釜盖上装有压力表,爆破膜安全装置,汽液相阀,温度传感器等,便于随时了解釜内的反应情况,调节釜内的介质比例,并确保安全运行。
5、联轴器主要由具有很强磁力的一对内、外磁环组成,中间有承压的隔套。搅拌器由伺服电机通过联轴器驱动。控制伺服电机的转速,便可达到控制搅拌转速的目的。
6、隔套上部装有测速线圈,连成一体的搅拌器与内磁环旋转时,测速线圈便产生感应电动势,该电势与搅拌转速相应,该电势传递到转速表上,便可显示出搅拌转速。
7、磁联轴器与釜盖间装有冷却水套,当操作温度较高时应通冷却水,以及磁钢温度太高而退磁。
8、轴承采用不锈钢轴承或高强电化石墨,耐摩损,维修周期长。
(二)控制器
1、外壳采用标准铝合金机箱,上盖可以向后抽出,便于维护和检修。面板装有温度数显表、电压表、转速表以及控制开关和调节旋钮等,供操作者操作使用。
2、电气原理:搅拌控制电路的电子元件均组装在一块线路板上,采用双闭环控制系统,具有调速精度高、转速稳定、抗干扰能力强等特点,并且具备限制超速、过流等完善的保护功能,调节“调速”旋钮即可改变直流电机的直流电压,从而改变电机的转速,达到控制搅拌速度的目的。
3、加热电路中采用固态继电器(俗称调压块)调压,使加热电路趋于简单化,只要调节“调压”旋钮即可调节加热功率,同时,加热电路的控制部分配备智能化数显表,使之加热温度根据工艺的要求随意调速,并且控制温度精度高。
4、所有外接引线均从后面板通过防水接头由控制器内的接线端子引出。
(三)工作原理
搪玻璃反应釜温度控制体系用夹套将反应釜包围起来,并设置联接蒸汽发作设备的蒸汽调节阀和联接冷却水的冷却水调节阀。
反应釜广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品,用来完成硫化、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程的压力容器,例如反应器、反应锅、分解锅、聚合釜等;材质一般有碳锰钢、不锈钢、锆、镍基(哈氏、蒙乃尔、因康镍)合金及其它复合材料。
反应釜由釜体、釜盖、夹套、搅拌器、传动装置、轴封装置、支承等组成。搅拌装置在高径比较大时,可用多层搅拌桨叶,也可根据用户的要求任意选配。釜壁外设置夹套,或在器内设置换热面,也可通过外循环进行换热。支承座有支承式或耳式支座等。转速超过160转以上宜使用齿轮减速机.开孔数量、规格或其它要求可根据用户要求设计、制作。
反应釜是综合反应容器,根据反应条件对反应釜结构功能及配置附件的设计。从开始的进料-反应-出料均能够以较高的自动化程度完成预先设定好的反应步骤,对反应过程中的温度、压力、力学控制(搅拌、鼓风等)、反应物/产物浓度等重要参数进行严格的调控。其结构一般由釜体、传动装置、搅拌装置、加热装置、冷却装置、密封装置组成。相应配套的设备:分馏柱、冷凝器、分水器、收集罐、过滤器等。
搪瓷反应釜的维护与保养
(1)每班(经常)巡回检查搪瓷反应釜的釜内及夹套操作压力、温度、真空度等是否在设备许可的安全操作范围之内(尤其是反应釜夹套的使用压力不允许超压),搅拌在转动时要时常关注设备的运行声音,注意釜内温度计套管及搅拌的有否异常。
(2)设备操作工及维修工检查设备要运用看、摸、听的手段,看外表、摸温升、听声音,判断设备运行是否正常,有隐患应及时报告。
(3)搪瓷反应釜定期维护保养
①根据搪瓷反应釜的维护保养周期规定,每年安排维护两次,时间一般定于春节前后与大修期间。
②每年春节前后只对搪瓷反应釜的温度计套管及进气管进行拆出检查。
③每年大修期间除了检查温度计套管及进气管以外,还必须完成对搅拌浆、釜内壁搪瓷检查,反应釜夹套试压,减速机换油,反应釜外部防腐,保温保冷检查。
④带搅拌的搪瓷反应釜定期维护保养的要求见下表:
项目
周期/月
维护保养要求
温度计套管、进气管
搪玻璃温度计套管的外表面搪玻璃要求无破损,如破损则要更换新的。不锈钢的温度计套管及进气管要检查腐蚀情况、其与法兰焊缝的腐蚀情况,如发现异常,则要考虑更换或补焊。
搅拌浆、釜内壁搪玻璃
要求搅拌浆、釜内壁搪玻璃表面无破损,更不允许有露铁现象。如有破损可采用福世蓝高分子复合修复材料修补。
机械密封
要检查动环的磨损程度,磨损太多的要更换。
夹套试压
夹套试压到0.55MPa至0.6Mpa,且保压两小时要求无泄漏,反应釜保温超过3年的,要拆除设备外面的保温层,对夹套进行全面的检查及防腐。
减速机换油
放净减速机内的机油,加入新油至油标1/2至2/3处,且确保油位清晰
反应釜外部防腐、保温保冷
反应釜外表面、卡子及连接螺栓除锈、防腐,外部保温、保冷要求无破损。
搪玻璃反应罐常用于石油化工、橡胶、农药、染料、医药等行业,用以完成磺化、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程,以及有机染料和中间体的许多其它工艺过程的反应设备。
其中低压反应釜,一般是指1.6MPa以下的反应釜。由于工艺条件和介质的不同,反应釜的材料选择及结构也不尽相同,但基本组成是相同的,它包括传动装置、传热和搅拌装置、釜体(上盖、筒体、釜底)、工艺接管等。设备的外观尺寸,一般取反应釜有效高度Hgz/反应釜内径Di=1.0~1.2,如果Hgz/Di>1.5,则需增设桨叶数。桨叶直径di通常取1/3/Di,上、下桨叶的间距应略大于桨径。在设备的结构上设置必要的传热和搅拌装置是为了强化反应过程。反应釜体普遍采用钢制(或衬里)、铸铁或搪玻璃。
鼓泡塔反应器广泛应用于液体相也参与反应的中速、慢速反应和放热量大的反应。例如,各种有机化合物的氧化反应、各种石蜡和芳烃的氯化反应、各种生物化学反应、污水处理曝气氧化和氨水碳化生成固体碳酸氢铵等反应,都采用这种鼓泡塔反应器。
填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上,并沿填料表面流下。气体从塔底送入,经气体分布装置(小直径塔一般不设气体分布装置)分布后,与液体呈逆流连续通过填料层的空隙,在填料表面上,气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备,两相组成沿塔高连续变化,在正常操作状态下,气相为连续相,液相为分散相。