反應器結構及工作原理詳解

反應器結構及工作原理詳解

反應器機器設備具體有下列種類：

①列管式反應器。由孔經比較大的民航空管或添充管組成，可用于完成氣相反應和液相反映。

②釜式反應器。由長徑較為小的圓柱形器皿組成，常配有機械攪拌或氣旋攪拌裝置，可用于液相單相電反映過程和液液相、氣液相、液氣固相同多組分反映過程。

用于氣液相反應過程的稱之為鼓包攪拌釜；用于液氣固相反映過程的稱之為攪拌釜式漿態反應器。

③有固態顆粒物料層的反應器。汽體或(和)液態根據穩定的或活動的固態顆粒物料層以完成多組分反映過程，包含固定床反應器反應器、循環流化床反應器、挪動床反應器、涓流床反應器等。

④塔式反應器。用于完成氣液相或液液相反映過程的塔式機器設備，包含添充塔、板式塔、鼓泡塔等。

一、列管式反應器

一種呈筒狀、孔經非常大的持續實際操作反應器。這類反應器可以較長，如pe二聚的反應器長度以km計。反應器的構造可以是多管，還可以是多管并接；可以是民航空管，如列管式裂解爐，還可以是在管中添充顆粒金屬催化劑的添充管，以開展多相催化反映，如列管換熱器固定床反應器反應器。通常，反映貨運物流處在紊流情況時，民航空管的孔經超過50；添充工段長與粒度之比超過100(汽體)或200（液態），原材料的流動性可類似地視作平拉流。廣州黑燈科技有限公司是專業從事各類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，化工設備研制生產（擁有D1,D2壓力容器生產許可），技術團隊已在自動化控制方面積累了豐富的技術和經驗，是一家專注于自動化控制系統開發、自動化工程項目承接和技術服務的技術型企業。自動化配置緊自動急切斷聯鎖裝置，并且應配備光聲報警系統。能有限降低人員的傷亡的情況，減少財產損失。緊急切斷聯鎖裝置防止事故的發生。歡迎來電討論咨詢，關生18565060664   http://www.xm-fcx.com/。

1、水準列管式反應器

由無縫管與U形管聯接而成。這類構造便于生產加工生產制造和維修。髙壓反映管路的聯接選用規范槽對接焊鋼法蘭盤，可承擔1600-10000kPa工作壓力。如用雙光透鏡面鋼法蘭盤，承受力可達10000-20000kPa。

2、立列管式反應器

立管式反應器被應用于液相氨解反映、液相加氫裂化反映、液相氧化還原反應等工序中。

3、盤列管式反應器

將管式反應器制成風機盤管的方式，機器設備緊密，節約室內空間。但維修和刷洗管路較為艱難。

4、U形管式反應器

U形管式反應器的管中配有多孔結構隔板或攪拌裝置，以加強熱傳導與對流傳熱過程。U形管的孔徑大，原材料停留的時間提高，可應用于化學反應速率比較慢的反映。

5、多管并接列管式反應器

多管并接構造的列管式反應器一般用于氣固相反映，例如氣相色譜氯化氫和乙炔氣體在多管并接配有固相金屬催化劑的反應器中反映制苯乙烯，氣相色譜氮和氫混合物質在多管并接配有固相鐵金屬催化劑的反應器中合成氨。

特性特點：

1、因為生成物的分子結構在反應器內停留的時間相同，因此在反應器內一切一點上的生成物濃度值和化學變化速率也不隨時間而轉變，只隨長度轉變。

2、列管式反應器具備容量小、比表面積大、企業體積的換熱總面積大，尤其適用于熱電效應比較大的反映。

3、因為生成物在列管式反應器中反應靈敏、流動速度快，因此它的生產量高。

4、列管式反應器適用于進口替代和持續化的化工廠生產制造。

5、和釜式反應器相較為，其返混較小，在流動速度較低的情形下，其管中液體流形貼近與理想流體。

6、列管式反應器既適用于液相反映，又適用于氣相反應。用于充壓反映尤其適合。

除此之外，列管式反應器可建立按段溫控。其首要缺陷是，化學反應速率很低時所需管路太長，工業生產上不容易完成。

二、釜式反應器

釜式反應器也稱槽體式、鍋式反應器，它是各種反應器中構造比較簡單且運用比較廣泛的一種。關鍵應用于液—液均相反映過程，在氣—液、液—液非均相反應過程中也有運用。在化工廠制造中，既適用于間歇性實際操作過程，又可單釜或多釜串連用于持續實際操作過程，但在間歇性生產制造過程運用較多。

1、間歇性釜

間歇釜式反應器,或稱間歇性釜。實際操作靈便，便于融入不一樣實際操作標準和產品種類，適用小批量生產、多種類、反應速度較長的設備生產制造。間歇性釜的缺陷是：需有放料和出料等協助實際操作，產品品質也不容易平穩。但有一些反映全過程，如一些發醇反映和縮聚反應，完成規模性還有艱難，迄今還選用間歇性釜。

2、持續釜

連續釜式反應器,或稱持續釜

3、釜式拌和反應器

釜式攪拌反應器有立柱式器皿核心拌和、軸力拌和、歪斜拌和，立式器皿拌和等種類。在其中以立柱式器皿核心拌和反應器是經典的一種

常見攪拌裝置及流形提示

特性特點：

釜式反應器具備適用的溫度和工作壓力范疇寬、適應能力強、實際操作延展性大、持續實際操作時溫度濃度值非常容易操縱、產品品質均一等特性。但用在較高轉換率加工工藝需要時，必須比較大容量。通常在實際操作標準較為和緩的情形下實際操作，如自然壓、溫度較低且小于原材料熔點時，運用該類反應器更為廣泛。

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三、固定床反應器反應器

又被稱為添充床反應器，填裝有固態催化劑或固體生成物用于完成多組分反映歷程的一種反應器。固態物通常呈顆粒，粒度2～15mm上下，堆積成一定相對高度（或薄厚）的床層。床層原地不動，液體根據床層開展反映。它與循環流化床反應器及挪動床反應器的差異取決于固態顆粒物處在停止情況。固定床反應器反應器主要運用于完成氣固相催化反應速度，如氨合成塔、二氧化硫觸碰空氣氧化器、氮化合物蒸氣轉換爐等。用以氣固相或液固相非催化反應速度時，床層則裝填固態生成物。涓流床反應器也可屬于固定床反應器反應器，氣、高效液相并流入下根據床層，呈液氣固相觸碰。

固定床反應器反應器有三種基本上方式

1、徑向隔熱式固定床反應器反應器

液體沿徑向由上而下流過床層，床層同外部無熱交換器。

2、切向隔熱式固定床反應器反應器

液體沿切向穿過床層，可選用離心式流動性或徑向流動性，床層同外部無熱交換器。切向反應器與徑向反應器對比，液體流動性的間距較短,流道截面比較大,液體的氣體壓力較小。但切向反應器的構造較徑向反應器繁雜。以上二種類型都屬隔熱反應器,適用反映熱電效應并不大,或反映系統軟件能承擔隔熱標準下由反映熱電效應造成的溫度轉變的場所。

3、列管換熱器固定床反應器反應器

由多條反映管并接組成。管中或管間置催化劑，載熱體流過管間或管中開展加溫或制冷，管經通常在25～50mm中間，管數可高達上萬根。列管換熱器固定床反應器反應器適用反映熱電效應比較大的反映。除此之外，還有由以上基本上方式串連組成的反應器，稱之為多級別固定床反應器反應器。例如：當反映熱電效應大或需按段操縱溫度時，可將好幾個隔熱反應器串連成多級別隔熱式固定床反應器反應器,反應器中間設熱交換器或填補原材料以調整溫度，便于在貼近于好溫度標準下實際操作。

特性特點:

優勢：

1、返混小，液體同催化劑可開展合理觸碰，當反映伴隨串連不良反應時可獲得較高可選擇性。

2、催化劑機械設備耗損小。

3、構造簡易。

缺陷：

1、熱傳導差，反映放發熱量非常大時，即使是列管換熱器反應器也有可能發生飛溫（反映溫度喪失操縱，大幅度升高，超出容許范疇）。

2、操作流程中催化劑不可以拆換，催化劑必須經常再造的化學反應一般不能應用，常代之以循環流化床反應器或挪動床反應器。固定床反應器反應器中的催化劑不限于顆粒，網狀催化劑早就運用于工業生產上。現階段，蜂巢狀、纖維催化劑也已被普遍應用。

四、循環流化床反應器

流化床反應器是一種運用汽體或液態根據顆粒固態層進而固態顆粒物處在飄浮運動狀態，并開展氣固相反映全過程或液固相反映歷程的反應器。在用以氣固兩相流系統軟件時，又被稱為沸騰床反應器。循環流化床反應器在工業化中的初期運用為20世際20時代發生的粉煤化工的溫克勒爐（見煤氣化爐）；但當代氣流輸送反映工藝的發展，是以40時代原油加氫裂化為象征的。現階段，循環流化床反應器已在化工廠、原油、冶金工業、中國核工業等單位獲得廣泛運用。

特性特點：

與固定床反應器反應器對比，循環流化床反應器的特點是：

1、可以完成固態原材料的持續鍵入和輸出；

2、液體和顆粒物的活動使床層具備較好的換熱特性，床層內部結構溫度勻稱，并且易于控制，尤其適用于強化學反應；

3、有利于開展催化劑的持續再造和循環系統實際操作，適合催化劑失去活性速度高的過程的開展，原油減壓渣油催化反應循環流化床裂化的快速發展趨勢便是這一方面的經典事例。

殊不知，因為氣流輸送技術性的本身特點及其氣流輸送過程影響因素的多元性，針對反應器而言，循環流化床又存有很顯著的局限：

1、因為固態顆粒物和汽泡在持續流動性過程中的強烈循環系統和攪拌，無論氣相色譜或固相都具有著十分廣的停留的時間遍布，造成不恰當的商品遍布，減少了目地產品的成品率；

2、生成物以汽泡方式根據床層，降低了氣-固相中間的了解機遇，減少了反映轉換率；

3、因為固態催化劑在流動性過程中的強烈碰撞和磨擦，使催化劑加快脫層，再加上床層頂端汽泡的崩裂和快速健身運動、很多砂類催化劑的弄出，導致顯著的催化劑外流；

4、床層內的繁雜流體動力學、傳送狀況，使過程處在非定常標準下，無法揭露其統一的規律性，也無法擺脫工作經驗變大、工作經驗實際操作。

五、挪動床反應器

一種用于完成氣固相反映過程或液固相反應過程的反應器。在反應器頂端持續添加顆粒或小塊固態生成物或催化劑，伴隨著化學反應的開展，固態原材料慢慢下沉，終自底端持續過柱。液體則由下而上（或由上而下）根據固態床層，以開展反映。因為固態顆粒物中間大部分沒有相對速度，但卻有固態顆粒層的下沉健身運動，因而，也可將其看作是一種挪動的固定床反應器反應器。

塔式反應器關鍵分成下列幾類：

1、鼓泡塔反應器

鼓泡塔反應器廣泛運用于液體相也參加化學反應的中等速度、慢速度反映和放熱量大的反映。例如，各種各樣有機物的氧化還原反應、各種各樣石臘和對二甲苯的鈦酸異丙酯反映、各種各樣微生物化學變化、廢水處理水解酸化池空氣氧化和氫氧化鈉增碳轉化成固態硝酸鉀等反映，都選用這類鼓泡塔反應器。

2、填料吸收塔反應器

填料塔反應器是運用于汽體消化吸收的機器設備，也可作為氣、高效液相反應器，因為液體沿填充料表層粗俗，在填充料表層產生附面層而與氣相色譜觸碰開展反映，故高效液相行為主體量較少。適用瞬間反應、迅速和中等速度反映過程。例如，催化反應熱堿消化吸收CO2、水吸收NOX產生氰化鈉、水消化吸收HCl轉化成硫酸、消化吸收SO3轉化成鹽酸等通常都應用填料吸收塔反應器。填料吸收塔反應器具備構造簡易、壓力降小、便于滿足各種各樣腐蝕性物質和不容易導致飽和溶液出泡的優勢。填料吸收塔反應器也是有許多缺陷。先，它沒法從塔架中立即移去發熱量，當化學平衡常數較高時，務必依靠提升液體噴灑量以熱濕方式帶出發熱量；次之，因為存有

少濕潤率的問題，在許多情形下需選用本身循環系統才可以確保填充料的基本上濕潤，但這類本身循環系統毀壞了倒流的標準。即便如此，填料吸收塔反應器或是液氣反映和有機化學吸附的常見機器設備。時緊時松自然壓和低電壓下，壓力降變成基本矛盾時和反映有機溶劑便于出泡時，選用填料吸收塔反應器尤其合適。

3、板式塔反應器

板式塔反應器的液體是持續相而汽體是分散介質，憑借氣相色譜根據塔板分散化成氣泡而與板上液體相觸碰開展化學變化。板式塔反應器適用迅速及中等速度反映。選用多板可以將徑向返混減少至少水平，而且它可以在較小的液體流動速度下完成實際操作，進而能在單塔中立即得到很高的高效液相轉換率。與此同時，板式塔反應器的液氣對流傳熱指數比較大，可以在板上按置制冷或加溫元器件，以融入保持所需溫度的規定。可是板式塔反應器具備氣相色譜流動性壓力降比較大和對流傳熱表層較小等缺陷。

4、洗滌塔反應器

噴淋塔反應器構造比較簡單，液體以細微出液的形式分散化于空氣中，汽體為持續相，液體為分散介質，具備相觸碰總面積金剛級氣相色譜壓力降小等優勢。適用一瞬間、頁面和快速響應，也適用轉化成固態的反映。洗滌塔反應器具備持水率小和液側對流傳熱指數過小，氣相色譜和高效液相返混比較明顯的缺陷。