黑燈科技分享-常規化學反應器的優缺點

黑燈科技分享-常規化學反應器的優缺點

化學反應器是化工生產中最核心的設備，選擇恰當的反應器能夠保證化工生產的順利進行，目前化工領域的反應器多種多樣，如何選擇反應器一直是化工工藝設計師的難題，廣州黑燈科技公司將討論幾款常用化學反應器的優缺點，希望能對從業人員提供一些幫助。廣州黑燈科技有限公司是專業從事于化工行業各種類型的自動化控制系統開發和自動化工程項目承接，技術團隊已在化工領域的自動化控制方面積累了豐富的技術和經驗，是一家專注于化工自動化控制系統開發、化工自動化工程項目承接和技術服務的技術型企業。希望能為廣大化工設備壓力容器的質量控制管理水平的提升起到積極參照作用。歡迎來電討論咨詢，關生18565060664   http://www.xm-fcx.com/。

關鍵詞：化學反應器；流化床；固定床；鼓泡反應釜；攪拌反應釜

在化工生產中，涉及到多種多樣的化學反應，進行化學反應的容器，就稱為化學反應器。不同的反應，反應物料不同，反應條件也不同，就要選擇與之相適應的的反應器，筆者認為選擇的主要原則有三點：一是滿足工藝條件，保障化學反應能夠充分完全的進行；二是設備成熟可靠，運行過程安全，操作簡便；三是經濟指標。本文就常用的常規化學反應器的優缺點進行討論，希望能對從業人員在選擇上提供一些幫助。

化學反應根據反應物的物理相不同，可以分為：氣固反應，氣液反應，液固反應，液液反應，固固反應。根據反應類型進行化學反應器的選擇，是最為簡單直接的方法，本文也將按照反應類型的不同，分類對反應器進行討論。

1氣固反應

氣固反應是化工生產中最為常見的兩相反應，反應采用的反應器主要有流化床和固定床，這兩款設備的優缺點分別是：

1.1流化床

固體在反應器內由于氣體的上升壓力而懸浮于氣體中，兩相充分混合，使得反應能夠完全進行，是目前最常使用的氣固反應器，結構簡單，反應完全，且可以連續進料生產。但是該設備對反應溫度難以控制，常采用外部加套或是內部列管的方式，來調節反應溫度，但效果都不理想。外部加套接觸面積較小，流化床直徑越大，溫度控制越難；內部列管式，則由于物料長時間沖刷，容易導致設備磨損，出現安全事故。綜上所述，流化床能夠滿足工藝需要，操作簡便，價格便宜，但是無法長時間連續運行，每隔固定的時間就需要停車檢修，避免發生生產事故。

1.2固定床

又稱填充床反應器，固相反應物制作為顆粒狀，根據工藝計算，以一定高度（或厚度）的床層堆積于反應器內，床層靜止不動，氣體由反應器下部進入，通過固體物料床層進行反應。該反應器為周期性進料，每次固體物料反應完后，需要停車重新裝填，固定床的冷卻方式一般采用循環水夾套式或者列管式，列管式的冷卻接觸面積比夾套式大，冷卻效果比夾套式好，但是反應為強放熱反應時，即使是列管式反應器也可能出現飛溫的現象（反應溫度失去控制，急劇上升，超過允許范圍），導致設備損壞。綜上所述，固定床操作簡單，設備便宜，但由于物料為固定堆積放置，反應產生的熱量比流化床更難傳導，更容易形成過熱飛溫的形象，因此適合放熱量較小的反應。

2氣液反應

氣液反應為氣體與液體進行反應，工業生產中常采用的方法是將氣體通入液體中，使兩相混合進行反應，常采用的反應器是鼓泡反應釜。氣體通過鼓泡反應釜下部的氣體分布器，均勻的進入反應釜中，進氣壓強大于液體壓強，氣體由底部經過液體，從鼓泡反應頂部排出，氣體的經過過程，就是氣相與液相的反應過程，從頂部排出的未反應的氣體，經過收集加壓，再次由頂部進入反應，如此循環操作，便可完成氣液反應。該設備價格便宜，成熟可靠，安全易操作，但是適合反應速度較快的反應，否則反應效率較低，能耗較高。

3液液反應

液液反應是液體與液體的反應，這也是化工反應中常見的反應類型，多種反應物以溶液的形態充分混合反應，操作者控制好反應參數便可順利完成反應。生產中最常用的設備為機械攪拌反應釜和磁力攪拌反應釜。

3.1機械攪拌反應釜

機械攪拌反應釜是通過攪拌器將反應物充分混合，在釜體內進行反應的設備，因此攪拌器是其關鍵部分，根據參與反應液體的粘度不同，攪拌器可以選擇推進式、渦輪式、漿式、錨式和螺帶式。該設備成熟可靠，便于操作，不足是攪拌器與釜體接口處，采用的是機械密封或填料密封的動密封，長時間的使用會導致接口密封處發生泄漏，如果是易燃易爆反應，則容易發生生產事故。

3.2磁力攪拌反應釜

磁力攪拌反應釜的攪拌系統，采用的是永磁材料進行耦合傳動，改變了機械攪拌釜原本的機械密封和填料密封的動密封結構為靜密封結構，釜內反應物完全處于密封釜體內部，解決了反應物質的泄露問題，主要應用于高溫、高壓、易燃、易爆的化學反應。但是磁力攪拌反應釜不適用于粘度太大的液體反應。

4固固反應

固固反應在化工生產中較少出現，由于固體與固體難以充分接觸混合，通常反應無法完全進行，因此在工業設計中，盡可能的避免反應物都以固體的形式出現，但也有特殊情況會遇見固固反應。在這里，筆者推薦使用雙螺桿擠出機，雙螺桿擠出機在工業上用于造粒工序，但是經過一些改造，可以用于特殊的固固反應，內部采用兩根相向旋轉齒輪螺桿作為攪拌裝置，既有物料攪拌功能，又有固體物料的粉碎功能，能夠促使固體物料完全混合反應。缺點是針對需要長時間進行反應的物料，則無法確保反應的完全進行。

5總結

綜上所述，目前常用的化工設備都有各自的利弊，因此我們在實際生產中，需要根據反應類型、物料特性、反應參數等綜合考慮，做出最佳的選擇，并且在生產中，根據產生的實際問題，對設備做出相應的改進和調整，才能不斷完善我們的設備，確保生產的順利進行。廣州黑燈科技有限公司是專業從事于化工行業各種類型的自動化控制系統開發和自動化工程項目承接，技術團隊已在化工領域的自動化控制方面積累了豐富的技術和經驗，是一家專注于化工自動化控制系統開發、化工自動化工程項目承接和技術服務的技術型企業。希望能為廣大化工設備壓力容器的質量控制管理水平的提升起到積極參照作用。歡迎來電討論咨詢，關生18565060664   http://www.xm-fcx.com/。