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简答题简述常用反应器的特点、应用和选型依据?
  • 1、釜式反应器(反应釜):这种反应器可以连续操作,也可以间歇操作,连续操作时,还可以多个釜串联反应,通用性很大,停留时间可以有效地控制,造价不高。
    釜式反应器比较灵活通用,出料容易,清洗方便,其机械设计亦十分成熟。釜式反应器用于串联操作中,使物料一边流入,一边出料,连续流动,多釜串联时,可以认为形成活塞流,反应物浓度和反应速度恒定。反应还可以分段控制。
    2、管式反应器:传热面积大,反应可以连续化,流体流动快,停留时间短,经过一定的控制手段,可以使管式反应器有一定的温度梯度和浓度梯度。根据不同的化学反应,可以有直径和长度千差万别的型式。此外,由于管式反应器直径较小(相对于反应釜),因而能耐高温、高压,且管式反应器结构简单,应用越来越多。
    3、固定床反应器:主要应用于气固相反应,其结构简单,操作稳定,便于控制,易于实现连续化。床型多种多样,易于大型化,可以根据流体流动的特点,设计和规划床的内部结构和内构件排布,是近代化学工业使用得较早又较普遍的反应器。但是,固定床反应器床层的温度分布不容易均匀,床层导热性不太好,因此对于放热量较大的反应,应在设计时增大传热面积,及时移走反应热,但相应的减小了有效空间,这是这类床型的缺点。
    4、流动床反应器:流动床反应器的最大优点是传热面积大,传热系数高,传热效果好。流化床的进料、出料、排废渣都可以用气流流化的方式进行,易于实现连续化,亦易于实现自动化生产和控制,生产能力较大,在气相-气相反应物(固相催化)、气相-固相反应物、气相-液相反应物(固相催化)、液相-液相反应器(固相催化)以及液相-固相反应物体系中,越来越普遍地被应用。但流化床体系内物料返混严重,粒子磨损严重,此外,通常要有粒子回收和集尘的装置。
    反应器的选型原则:反应器的选择使用经验一般是:液-液相反应或气-液反应,一般都选用反应釜,有时还选是选用标准系列的反应器。某些液-固相反应或气-液固相反应也常常用它,在化工生产中,某些溶解、水解、浓缩、结晶、萃取、洗涤、混合混料过程,也选用系列标准反应釜。对于气相反应,也可以选用加压的反应釜或管式反应器,对于生产规模不是很大的情况下,有时就用釜式反应。对于气相反应规模较大,而反应的热效应又很大的情况下,常采用管式反应器。对于气固相反应经常采用的是固定床、带有搅拌形式的塔床、回转床和流化床,根据反应的动力学和热效应,一般在物料放热比较大或停留时间短、不怕返混的情况下,主张使用流化床。
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