Преамбула
Функция реактора была представлена в предыдущих статьях и обобщена примерно в следующих пяти пунктах:
(1) Реактор может полностью перемешивать среду для участия в реакции, так что материал перемешивается равномерно;
(2) Он может усилить эффект теплопередачи и межфазный массообмен;
(3) равномерно распределить газ в жидкой фазе;
(4) сделать твердые частицы в жидкой фазе однородной суспензией;
(5) Сделайте несмешивающуюся другую жидкую фазу равномерно суспендированной или полностью эмульгированной.
Конструкция реактора
Конструкцию реактора можно разделить на Проектирование процесса и Механическое проектирование .
Основное содержание проектирования процесса следующее.
1 — рабочий объем реактора, площадь теплообмена и форма состава;
2, форма и мощность мешалки, скорость;
3. Расположение форсунок.
Требования к процессу и основные параметры, определяемые Проектирование процесса является основой для Механическое проектирование .
Механическое проектирование обычно включает в себя:
1, определить конструктивную форму и размеры реактора.
2, для цилиндра, рубашки, головки, вала мешалки и других компонентов расчета прочности; 3, S выбор перемешивающего устройства в соответствии с требованиями процесса.
4. Выберите устройство уплотнения вала в зависимости от условий процесса.
5. Выберите устройства передачи данных в соответствии с условиями процесса .
Из-за большого разнообразия химических продуктов, материалов различных фаз и условий реакции, промышленное использование после реактора также имеет различные формы. В зависимости от структуры реактора, реакторы можно отсортировать как реактор с мешалкой, трубчатый реактор, реактор с неподвижным слоем и реактор с псевдоожиженным слоем.
Обзор конструкции реактора
1. Конструкция реактора с мешалкой в основном состоит из цилиндра, устройства теплопередачи, передаточного устройства, устройства уплотнения вала и различных приемников.
Как показано на рисунке 1-1, реактор с рубашкой и мешалкой
 |
Конструкция реактора с мешалкой
1 двигатель;
2 Редуктор;
3 Рама;
4 Люк/люк
5 Уплотнительное устройство:
6 Входное отверстие для подачи:
7 Верхняя часть головы;
8 цилиндров;
9 Муфта
10 Вал перемешивания:
11 Куртка
12 Выход теплоносителя
13 Перегородка,
14 Спиральный дефлектор;
15 Мешалка с осевым потоком;
16 Мешалка с радиальным потоком:
17 Газораспределитель
18 Нижняя головка;
19 Входное отверстие для подачи.
20 Вход теплоносителя
21 Вход газа
|
Рисунок 1-1
Внутренний цилиндр котла обычно представляет собой цилиндрическую оболочку, обеспечивающую необходимое для реакции пространство.
Роль теплопередающего устройства заключается в обеспечении температурных условий, необходимых для реакции.
Перемешивающее устройство включает в себя мешалку, перемешивающий вал и т. д. для осуществления перемешивания рабочих частей.
Передаточное устройство включает в себя двигатель, редуктор, муфту и раму, а также другие принадлежности, обеспечивающие мощность перемешивания.
Устройство уплотнения вала предназначено для обеспечения создания условий уплотнения при работе, исключающих утечку среды из компонентов.
2. Цилиндр и теплообменное устройство
Внутренний цилиндр сосуда обычно представляет собой стальной цилиндр. Большая часть головки контейнера представляет собой стандартную овальную головку, для того чтобы соответствовать требованиям процесса, корпус котла оснащен различными приемниками, такими как труба импорта и экспорта материала, приемники контрольного устройства и т. д.
Обычно используемые устройства теплопередачи представляют собой кожухообразные конструкции теплопередачи через стену и теплопередачу через трубку теплопередачи, установленную в котле, в двух формах. Наиболее широко используется кожухообразная теплопередача, см. Рисунок 1-2а. Если структура футеровки котла или теплопередача рубашки не могут соответствовать температурным требованиям, обычно используется режим теплопередачи со змеевидной трубкой, см. рисунок 1-2b.
Рисунок 1-2 Устройство теплопередачи
(1) цилиндр
Для того чтобы удовлетворить требуемое пространство для реакции среды, расчеты процесса определили требуемый объем реактора V0. На практике реакционная среда может образовывать пену или кипящее состояние, поэтому фактический объем цилиндра V должен быть больше требуемого объема V0 Эта разница выражается через коэффициент загрузки. Размер объема зависит от размера упрощенного диаметра тела Di и высоты H (см. Рисунок 1-3 Геометрическое соотношение цилиндра ).
Каков наилучший способ определения подходящего соотношения высоты и диаметра цилиндра в корпусе реактора?
Если рабочий объем подтвержден, то соотношение высоты и диаметра цилиндра должно быть в надлежащем диапазоне.
Когда скорость мешалки подтверждена, потребляемая ею мощность пропорциональна 5-я степень диаметр лопасти перемешивания.
Если диаметр цилиндра увеличивается, то для обеспечения эффекта перемешивания диаметр лопасти перемешивания должен быть соответственно увеличен, что увеличивает потребление энергии. Поэтому диаметр цилиндра сосуда не должен быть слишком большим.
С другой стороны, если высота увеличивается, это может привести к увеличению площади теплопередачи. контейнер с рубашкой увеличение, что хорошо для теплопередачи. Поэтому ферментеры и другие реакторы, которым нужна хорошая теплопередача, чтобы обеспечить достаточное время контакта, высота цилиндра должна быть большой.
А если высота котла большая, то и длина перемешивающего вала должна быть соответственно увеличена, тогда прочность перемешивающего вала и требования к жесткости высокие. Для обеспечения эффекта перемешивания необходимо устанавливать многослойные лопасти, что увеличивает расход порошка. Поэтому при выборе соотношения высоты и диаметра цилиндра следует учитывать влияние множества факторов.
Руководство по проектированию корпуса реактора под давлением
Как определить соответствующее давление в реакторе и рубашке?
Толщина корпуса цилиндра и рубашки должна определяться исходя из условий прочности или требований устойчивости.
(a) Когда рубашка подвергается внутреннему давлению, она проектируется как внутренний сосуд под давлением. Если цилиндры сосуда подвергаются внутреннему давлению и внешнему давлению, толщина должна быть рассчитана в соответствии с наиболее опасным состоянием, которое может возникнуть при запуске, работе и остановке реактора.
(b) Если цилиндр сосуда является вакуумным и имеет рубашку, реактор должен быть спроектирован как реактор внешнего давления. Расчетное давление равно расчетному давлению вакуумного контейнера плюс расчетное давление рубашки.
(c) Когда корпус реактора работает под атмосферным давлением, расчетное давление в корпусе такое же, как расчетное давление в рубашке.
(d) Если котел предназначен для работы под положительным давлением, то цилиндр должен одновременно выдерживать внутреннее и внешнее давление, а его толщина должна быть больше.
