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科信解说:搅拌罐式反应器的设计理念以及操作方式

作者:admin 来源:本站原创 添加时间:2015年03月07日 阅读量:   【字体:
温州科信轻工机械有限公司专业生产不锈钢搅拌罐,不锈钢反应釜、不锈钢储罐、不锈钢调配罐、不锈钢夹层锅等饮料生产线前处理设备以及灌装生产线设备,科信不锈钢调配设备可根据客户需求定制,均采用优质不锈钢制作,科信20年来深受广大客户的爱戴!科信饮料设备咨询电话:闻经理13592654176
 
科信解说:搅拌罐式反应器的设计理念以及操作方式 
 温州科信轻工机械有限公司专业生产不锈钢搅拌罐,不锈钢反应釜、不锈钢储罐、不锈钢调配罐、不锈钢夹层锅等饮料生产线前处理设备以及灌装生产线设备,科信不锈钢调配设备可根据客户需求定制,均采用优质不锈钢制作,科信20年来深受广大客户的爱戴!科信饮料设备咨询电话:闻经理13592654176
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搅拌罐式反应器的设计与制造】

    搅拌罐是制药出产和科研中最常见的一种,由罐体、搅拌、换热装置、进出料口、检测装置、人孔等部门构成。其中罐体通常为带上下椭圆封头的圆柱体。用于检验的人孔、用于观测内部情况的视镜、加料口和部门检测装置通常安装在上封头。出料口一般安装在罐底最低处。对反应器机能影响最大,样式变化最多的是搅拌和换热装置。
搅拌的作用可归结为三个方面:
1、匡助传质,即通过搅拌使内各点物质的组成更平均一致,使罐气体更快开释,或者负气体更易溶于罐内液体;
2、匡助传热,即搅拌使得罐内各处温度更平均,反应需要加热时能让热量更快传进来,交运时能让热量尽快传出去;
3、进步反应速率,即通过进步传质和传热效果,以及搅拌本身输入的能量使反应物接触更充分从而进步反应速率。
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搅拌罐式反应器的搅拌装置】
用于不锈钢搅拌罐的搅拌可分为三大类:机械搅拌、通气搅拌和罐外轮回式搅拌。
1、机械搅拌
机械搅拌靠机械力向内输入能量产生搅拌效果,是最常见的一种搅拌形式。机械包括搅拌叶、搅拌轴和搅拌电机。影响机械效果的主要因素有搅拌转速、搅拌叶开关和反应罐的内部结构。
(1)搅拌速度对搅拌效果的影响 一般讲,搅拌速度越大,搅拌效果越好,但是搅拌速渡过大轻易在搅拌四周形成局部涡流,增加能耗,降低搅拌效果。因此,搅拌速度存在最佳值,需要试验确定。
(2)搅拌叶开关对搅拌效果的影响 搅拌叶的开关影响搅拌效率:同样输入功率情况下,搅拌叶外形不同,搅拌效果不一样。搅拌叶开关有多种,各有优缺点,合用不同的场合。
(3)反应器内部结构对搅拌效果的影响 影响机械搅拌效果的第三个因素是内部结构。为改善搅拌效果,内部经常附加各种装置,好比,挡板、导流筒、轴上联有多个搅拌叶以及特殊的罐底外形等。
2、通气搅拌
    通气搅拌是在反应器的底部通入空气或其他惰性气体(如氮气),因为密度较轻,气体形成气泡向上运动,搅动液体产生。气体通过分配器进入罐内,分配器通常是一个环形管道,上面充满小孔,将气体平均地分配到反应器底部。通气搅拌的长处是能耗低,搅拌柔和,适合有气相介入、需要柔和搅拌的场合;缺点是搅拌力度小,不合用于黏度较大,和有固体介入的反应。通气搅拌后来发展成为气升式反应器。
3、罐外轮回式搅拌
    罐外轮回式搅拌是将罐内液体从底部引出,然后通过泵将其打回反应器顶部,形成混合。它的长处是搅拌基本没有死角,能耗也较小,合用于液体或有少量固体介入的反应,缺点是搅拌强度低,不合用于黏度较大或者有大量固体介入的反应。
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搅拌罐式反应器的换热装置】
    因为大部门反应都放出或吸收热量,因此,必需有换热装置以便及时移出或移入热量。搅拌罐中常见的换热装置有三种:夹套式换热、蛇管式换热和夹套盘管式换热。
1、夹套和蛇管换热
   有些即有夹套换热器,也安装有蛇管换热器。夹套换热器是包裹在反应外面的夹层,换热介质在夹层里通过。假如换热介质是液体(水或油),则从下面进入夹套,从上面出来,这样可以布满整个夹套;假如是蒸汽,则长进下出,目的是防止蒸汽进口被底部的冷凝水沉没,产气愤蚀现象。夹套换热器的长处是不易堵塞、制作相对简朴,因此,尺度的搅拌一般都带有夹套;它的缺点是单位体积换热面积相对较小,换热面积较难调节。蛇管换热器通常由一组或多组盘绕成环状的管道组成,直接放入内。它的长处是换热效果较好,单位体积换热面积大且可根据情况增减;缺点是占据内有效体积,易堵且清洗难题。当夹套换热器不足以达到换热效果时,通常在内加装一定数目的蛇管换热器。
2、夹套盘管换热
   由半圆形的管道环绕纠缠焊接在的附近,在其中通入换热介质起到换热作用。夹套盘管换热器的长处是占体积较小,流体在内部速度较高,形成湍流进步换热速率;缺点是换热面积小,制作相对较复杂。
除以上换热方式外,还有在内使用空心挡板,里面通过换热介质起到换热作用。

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【搅拌罐式反应釜的操作方式】

搅拌罐式反应器常用的操纵方式有两种:简朴批操纵和连续操纵。

1.简朴批操纵

简朴批操纵的特点是:反应物一次装料,反应完成后将料全部放完,中间既不添料,也不卸料。这种操纵方式合适的反应类型包括:气相反应、液相反应和液固多相反应。适合的出产类型包括:一次性和平(一次出产完成后进行其他的出产)、小规模出产。良多制药反应过程和生物发酵过程都采用这种操纵方式。

这种操纵方式的长处如下:
(1)可以通过延长反应时间的办法,用软小的反应空间实现较高的转化率;
(2)操纵弹性大,使用统一反应器可以出产多个产品,市场上大部门多功能反应器属于这种操纵方式;
(3)反应器结构简朴,轻易清洗,只需反应完成后进行一般的清洗即可。
但这种方式也出缺点:首先是操纵本钱高,由于属于间歇操纵,在反应进程中参数随时间变化,必需随时监测和控制;也无法将参数固定在最优前提下,每次反应完成后还需要清洗等;其次,产品质量和收率存在批间差异,这对出产控制带来难题。尽管如斯,简朴批操纵还是搅拌罐式反应器常常采用的一种操纵方式。
2.连续操纵
搅拌罐式反应器的连续操纵方式的特点如下:
(1)反应物和产物以同样的速率连续进出,这样反应器内的物料量始终保持不变。
(2)达到不乱后,反应器内各点充分混合,组成平均,且不随时间而变。
(3)反应器出口物料组成和内部相同
这种操纵合用的反应类型包括:
(1)连续出产,且需要充分搅拌的场合;
(2)连续出产,且需要用调节反应物入口和产物出口流量来调节转化率的场合,在其他前提不变的情况下,可调小流量,增大反应物的停留时间,进步产率。这在某些前提下很有用,好比,当入口中反应物的浓度降低,就可适当增加流量,减少反应时间;反之,需要减小流量,延长反应时间。
这种操纵方式的长处如下:
(1)因为连续操纵,不乱时罐内各点参数不随时间变化,反应速率也不发生变化,便于将反应控制在最佳的前提下,反应器内的温度也轻易控制,不需要频繁地进行调节。
(2)这种方式可进行两相液体逆流反应:互不相容的两个液相进行反应时,密度较轻的可从反应器底部进入,较重的从上部进入,使两相在逆流接触过程中进行反应。
(3)操纵本钱低。由于连续进出料不仅省去了每批装卸料、清洗的操纵,而且控制也变得轻易,操纵职员的劳动强度降低。
(4)产品质量、规格不乱,没有批间差异。
这种操纵方式的缺点如下:
(1)与间歇操纵比,连续进出限制了物料在反应器内停留时间,达到相同的转化率需要较大的反应器体积。
(2)假如搅拌不充分,轻易发生沟流现象,即反应物不经反应直接进入出口。发生沟流严峻影响反应效率,甚至导致反应失败。
除上床两种操纵方式外,搅拌罐式反应器还可以进行半连续操纵,即反应物分批加料,反应完成后一次放料。这种方式在制药产业中并不常见。
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