反應器的應用始於古代,製造陶器的窯爐就是一種原始的反應器。近代工業中的反應器形式多樣,例如:冶金工業中的高爐和轉爐;生物工程中的發酵罐以及各種燃燒器,都是不同形式的反應器。
反應器用於實現液相單相反應過程和液液、氣液、液固、氣液固等多相反應過程。器內常設有攪拌(機械攪拌、氣流攪拌等)裝置。在高徑比較大時,可用多層攪拌槳葉。在反應過程中物料需加熱或冷卻時,可在反應器壁處設置夾套,或在器內設置換熱麵,也可通過外循環進行換熱。
反應器按操作方式可分為:
①間歇釜式反應器,或稱間歇釜。
操作靈活,易於適應不同操作條件和產品品種,適用於小批量、多品種、反應時間較長的產品生產。間歇釜的缺點是:需有裝料和卸料等輔助操作,產品質量也不易穩定。但有些反應過程,如一些發酵反應和聚合反應,實現連續生產尚有困難,至今還采用間歇釜。
間歇操作反應器系將原料按一定配比一次加入反應器,待反應達到一定要求後,一次卸出物料。連續操作反應器系連續加入原料,連續排出反應產物。當操作達到定態時,反應器內任何位置上物料的組成、溫度等狀態參數不隨時間而變化。半連續操作反應器也稱為半間歇操作反應器,介於上述兩者之間,通常是將一種反應物一次加入,然後連續加入另一種反應物。反應達到一定要求後,停止操作並卸出物料。
間歇反應器的優點是設備簡單,同一設備可用於生產多種產品,尤其適合於醫藥、染料等工業部門小批量、多品種的生產。另外,間歇反應器中不存在物料的返混,對大多數反應有利。缺點是需要裝卸料、清洗等輔助工序,產品質量不易穩定。
②連續釜式反應器,或稱連續釜
)。可避免間歇釜的缺點,但攪拌作用會造成釜內流體的返混。在攪拌劇烈、液體
釜式反應器
粘度較低或平均停留時間較長的場合,釜內物料流型可視作全混流,反應釜相應地稱作全混釜。在要求轉化率高或有串聯副反應的場合,釜式反應器中的返混現象是不利因素。此時可采用多釜串聯反應器,以減小返混的不利影響,並可分釜控製反應條件。
大規模生產應盡可能采用連續反應器。連續反應器的優點是產品質量穩定,易於操作控製。其缺點是連續反應器中都存在程度不同的返混,這對大多數反應皆為不利因素,應通過反應器合理選型和結構設計加以抑製。
③半連續釜式反應器。
指一種原料一次加入,另一種原料連續加入的反應器,其特性介於間歇釜和連續釜之間。
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Inconel600反應器:
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