【正文】 B B 流化床 A A B 攪拌釜 A A A A A 鼓泡塔 A A 加熱爐 A B B B 氣液兩相流 A B 火焰反應器 A B 板式塔 A B 轉窯 A A適用 B少用 反應器的設計與選擇 ? 熟悉化學反應的規(guī)律性 反應速率：反應類型，特征，反應機理和反應速率 選擇性：反應的選擇性，進而得到原料的消耗 能量的消耗：反應的熱效應 ? 掌握傳遞過程情況 熱量傳遞：解決傳熱和移出熱量的方式和裝置 質量傳遞：各點濃度均勻，反應接觸好 ? 了解設備設計要求 反應器設計要點 ? 保證物料轉化率和反應時間 ? 滿足反應的熱傳遞要求 ? 設計適當的攪拌器或類似作用的機構 ? 主要材質的選用和機械加工的要求 反應釜的設計程序 ? 確定反應釜的操作方式 ? 匯總設計基礎數據 ? 計算反應釜的體積 ? 確定反應釜設計體積和臺數 ? 反應釜直徑和筒體高度、封頭確定 ? 傳熱面積計算和校對 ? 攪拌器設計 ? 管口和開孔設計 ? 畫出反應器設計草圖（條件圖）或選型型號 計算反應釜的體積 ? 連續(xù)反應：由工藝規(guī)定的生產能力，確定全年的工作時數，算出每小時反應釜需要處理（或生產）的物料量 Vh。間歇釜的裝料系數 Φ，可以比連續(xù)操作再適當放寬，取上限或略大。一般說，反應釜體積越小，相對傳熱面積越大，攪拌效果越好，物料反混激烈等，但停留時間未必符合要求。 r越大，傳熱比表面積越大，可以減少反混，對于有氣體參加的反應較為有利，停留時間較長，但設備加工困難，材料耗費較高，攪拌支撐也有一定的難度。 ? 如果計算的傳熱面積（須以投料高度計算）足夠，就認為所確定的長徑比合適或所選設備合適。易粘壁、結垢或有結晶沉淀產生的反應通常不主張設置內冷卻（或傳熱）器。 驗算流體阻力和傳熱系數 k ? 流體阻力過大說明床徑設計太小，動力消耗偏大。 流化床反應器的設計 ? 流化床反應器的特點 ? 流化床反應器的分類 ? 流化床反應器主體尺寸的確定 ? 操作氣速的確定 流化床反應器的構造圖 流化床反應器的特點 （與固定床反應器比較） ? 固體顆粒直徑小，氣固兩相的接觸面（即傳熱傳質表面積）大 ? 催化劑粒子小，固內擴散阻力小，對內擴散控制的反應器和內擴散阻力較大的反應十分有利 ? 流化床內氣固兩相的強烈攪動，使相界面不斷更新，有利于傳熱和傳質；床層內溫度均勻，便于控制反應溫度 ? 催化劑在流化床中有流動性，對于催化劑易失活需要很快再生的過程，易于實現連續(xù)化生產 流化床反應器的特點 （與固定床反應器比較） 2 ? 固體顆粒易磨損，使催化劑的帶出損耗大，對使用昂貴的催化劑的生產過程將使產品的成本增加 ? 氣體返混較大，轉化率（或收率）降低 流化床反應器的分類 ? 單器流化床和雙器流化床 ? 單層流化床和多層流化床 ? 圓柱形層流化床和圓錐形流化床 ? 自由床和限制床 流化床反應器主體尺寸的確定 ? 流化床直徑 D=(4V/πu)189。 ? 傳熱系數 k值，經常取某個經驗值或中試實測值。 床體體積 V=V1+V2+Vc+Vo 式中 V—固定床體積， m3 V1—原料分布體積空間（下空間） m3 V2—物料分離空間（上空間） m3 Vc—催化劑體積 m3 Vo—堆積空隙體積 m3 計算床高和直徑 ? 假設一個圓整直徑，根據床內有效體積核算床層高度，再估算催化劑堆積高度，驗算氣速，保證反應的停留時間。 ? 如計算傳熱面積不夠，則應該再釜內設置盤管、列管、回形管以增大傳熱面積。 傳熱面積計算和校對 ? 反應釜最常見的冷卻和加熱形式是夾套。 反應釜直徑和筒體高度、封頭確定 ? 首先確定長徑比 r(r=H/D)，一般取 r=13， R越接近 1，單位體積內消耗的鋼材量少，液體表面大，適于間歇反應?；蜻x用系列產品的反應釜。在選用反應釜時，一般把選用的臺數與實際操作的臺數之間，用設備備用系數 n關聯(lián)， n通常為 ? 由物料體積 Vp和裝料系數 Φ計算釜的體積。 各種塔的選用順序 因素 選用順序 塔徑 800mm 800mm 填料塔 有降液管的板式塔 有強腐蝕性物料 1填料塔 2穿流板塔 3篩板塔 4固舌板塔 有污垢物料 1大孔篩板塔 2穿流板塔 3固舌板塔 4浮閥塔 5泡罩塔 高操作彈性 1浮閥板塔 2泡罩塔 3篩板塔 因素 選用順序 真空塔 1填料塔 2浮閥板塔 3篩板塔 4泡罩塔 5其他斜噴式板塔 大液氣比 1導向板塔 2多降液管板式塔 3浮閥板塔 4篩板塔 5條形泡罩塔 液相分層 1穿流板塔 2填料塔 反應器的選型與設計 ? 化學反應設備是實現化學反應過程，將原料轉變?yōu)樗枰a品的關鍵設備，是整個化工過程的核心部分。在氣液量變化時，仍能穩(wěn)定地進行操作，并維持高的效率。 缺點 能耗大、不宜在地噴淋密度下操作，接觸面積小，傳質系數低 不宜處理污濁流體 需大量填料，造 價大；不適宜用少 量液體處理大量氣 體。泡罩有圓形、槽形、S型和長條形等多種。這類塔多用于吸收和洗滌凈化操作，也可用于蒸餾和萃取，塔的填料有環(huán)形、螺絲型、旋槳型、鞍型、柵板型等多種。 換熱器的性能比較 ? 根據熱交換器的傳熱效率、工藝性、操作性能、緊湊性和金屬用量等可以作為選擇熱交換器形式時的參考指標。計算傳熱膜面積時，常以 α 小的一側為準。 流速 ? 在換熱器內，一般希望采用較 高 的 流速 ，這樣可以 提高傳熱效率 ，有利于沖刷污垢和沉積。 風機的分類 風機的分類 2 ? 按機械所能達到的壓力大小分類為通風機、鼓風機、壓縮機、真空泵 通風機：排氣壓力小于 ,輸送氣體 鼓風機：排氣壓力 ,輸送氣體 壓縮機：排氣壓力大于 ,提高壓力 真空泵：排氣壓力接近 0MPa 風機 離心風機 羅茨風機 軸流風機 斜流風機 鍋爐引風機 風機的選擇 ? 選擇風機依據工藝條件、物料特性（腐蝕、爆炸、有無毒性、含塵量）、排氣溫度、排氣量、排氣壓力等參數選擇 ? 在同一型號中，效率最高、能耗最小、價格便宜為最優(yōu) 風機選擇注意事項 ?